Меню Закрыть

Как работают роботы: Как устроены роботы. Часть 1

Содержание

Как устроены роботы. Часть 1

Городской робот NASA имеет программно-управляемые камеры и датчики, которые позволяют ему работать автономно в разных условиях. URBIE исследует области, которые могут представлять потенциальную опасность для человека.

На самом базовом уровне, человеческие существа состоят из пяти основных компонентов:

— Структура тела
— Мышечная система для перемещения тела
— Сенсорная система, которая получает информацию о теле и окружающей среде
— Источник питания для активации мышц и датчиков
— Мозг, который обрабатывает информацию от сенсорной системы и управляет мышцами.

Конечно, у нас есть и несколько нематериальных атрибутов, таких как интеллект и мораль, но на чисто физическом уровне они также входят в приведенный выше список.

Робот состоит из тех же самых компонентов. Типичный робот имеет подвижную физическую структуру, какой-либо электродвигатель, сенсорную систему, блок питания и компьютерный «мозг», который управляет всеми этими элементами. По существу, роботы – искусственная версия живой жизни, это машины, которые копируют поведение людей и животных.

В статье далее рассмотрены основные концепции и принципы работы робототехники.

Joseph Engelberger, пионер промышленной робототехники, однажды заметил: «Я не могу определить, что такое робот, но я узнаю его, когда увижу.» Если вы рассмотрите все разнообразные типы машин, которые люди называют роботами, можно заметить, что почти невозможно придумать для них всеобъемлющего определения. Есть различные мнения о том, что представляет собой робот.

Вы, наверное, слышали что-то о некоторых из этих известных роботов:

— R2D2 и C-3PO: интеллектуальные роботы в фильмах «Звездные войны»
— Sony AIBO: роботизированная собака, которая обучается через взаимодействие с человеком

— Honda ASIMO: робот, который может ходить на двух ногах, как человек
— Промышленные роботы: автоматизированные машины, которые работают на сборочных линиях
— Человекоподобные андроиды из «Star Trek»
— Battlebots: дистанционно управляемые бойцы
— Марсоходы NASA
— HAL: бортовой компьютер корабля в фильме Стэнли Кубрика «2001: Космическая одиссея»
— Робот-газонокосилка
— Робот в телесериале «Затерянные в космосе»
— Mindstorms: популярной комплект робототехники Лего.

Все эти системы считаются роботами. К этому приводит широкое толкование слова робот. Большинство робототехников (люди, которые конструируют роботов) используют более точное определение. Они отмечают, что роботы имеют перепрограммируемый «мозг» (компьютер), который управляет телом.

Согласно этому определению, роботы отличаются от других перемещающихся машин, таких как автомобили, наличием компьютерного управления. Сегодня многие автомобили имеют бортовой компьютер, но функции его ограничены. Вы контролируете большую часть элементов управления в автомобиле непосредственно через различные механические устройства. Роботы также отличаются от обычных компьютеров своей физической конструкцией — стандартные компьютеры не имеют связанного с ними физического тела.

В следующий раз мы рассмотрим основные компоненты, из которых состоят современные роботы.

Как устроены современные роботы и как они помогают изучать мозг человека

Нейронауки и робототехника развиваются рука об руку. О том, как изучение мозга вдохновляет на создание роботов и наоборот, рассказал главный научный сотрудник Центра биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ Михаил Лебедев

Материал предоставлен РБК Трендам порталом HSE.RU.

Роботы интересны нейронаукам, а нейронауки интересны роботам — об этом была наша статья «Neuroengineering challenges of fusing robotics and neuroscience» в журнале Science Robotics. Такое совместное развитие способствует прогрессу в обеих отраслях, приближая нас к созданию более совершенных роботов-андроидов и к более глубокому пониманию устройства нашего мозга. А в какой-то степени — к объединению биологических организмов с машинами, к созданию кибернетических организмов (киборгов).

Нейронаука для роботов

По своему устройству роботы нередко копируют человека. Это касается той части роботов, которым важно имитировать человеческие действия и поведение — индустриальным машинам нейронауки не так важны.

Самое очевидное, что могут использовать при разработке робота — делать его внешне похожим на человека. Роботы часто имеют две руки, две ноги и голову, даже если это не обязательно с инженерной точки зрения. Особенно это важно в тех случаях, когда робот будет взаимодействовать с людьми — похожей на нас машине проще доверять.

Известный во всем мире робот Pepper из Японии — пример робота, внешне похожего на человека (Фото: Unsplash)

Можно сделать так, чтобы не только внешний вид, но и «мозг» робота был похож на человеческий. Разрабатывая механизмы восприятия, обработки информации и управления, инженеры вдохновляются устройством нервной системы людей.

Например, глаза робота — телекамеры, которые могут двигаться в разных направлениях — имитируют зрительную систему человека. Опираясь на знание о том, как устроено зрение человека и как происходит обработка зрительного сигнала, инженеры проектируют сенсоры робота по тем же принципам. Таким образом робота можно наделить, например, человеческой способностью видеть мир трехмерным.

У человека есть вестибулоокулярный рефлекс: глаза при перемещении стабилизируются с учетом вестибулярной информации, что позволяет сохранять стабильность картинки, которую мы видим. На теле робота также могут быть датчики ускорения и вертикализации. Они помогают роботу учитывать движения тела для стабилизации зрительного восприятия внешнего мира и совершенствования ловкости.

Кроме того, робот может ощущать точно так же, как человек — на роботе может быть кожа, он может чувствовать прикосновение. И тогда он не просто произвольно движется в пространстве: если он дотрагивается до препятствия, он его ощущает и реагирует так же, как человек. Он может использовать эту искусственную тактильную информацию и для схватывания предметов.

Тактильные сенсоры позволяют этой роботизированной руке манипулировать мелкими предметами, в том числе стеклянными шариками

У роботов можно имитировать даже болевые ощущения: какое-то прикосновение ощущается нормально, а какое-то вызывает боль, что в корне меняет поведение робота. Он начинает избегать боли и вырабатывает новые модели поведения, то есть обучается — как ребенок, который впервые обжегся чем-то горячим.

Не только сенсорные системы, но и управление своим телом у робота можно спроектировать по аналогии с человеком. У людей ходьбой управляют так называемые центральные генераторы ритма — специализированные нервные клетки, предназначенные для контроля автономной моторной активности. Есть роботы, в которых для управления ходьбой была использована та же идея.

Кроме того, роботы могут обучаться у людей. Робот может совершать действия бесконечным числом способов, но если он хочет имитировать человека, он должен наблюдать за тем, как человек это делает, и пытаться повторить это движение. При совершении ошибок он сравнивает это с тем, как это же действие совершает человек.

Роботы для нейронауки

Как может использовать роботов нейронаука? Когда мы изготовляем модель биологической системы, мы начинаем лучше понимать, по каким принципам она работает. Поэтому создание механических и компьютерных моделей управления движениями нервной системой человека приближает нас к пониманию нервных функций и биомеханики.

А наиболее перспективное направление использования роботов в современной нейронауке — это проектирование нейроинтерфейсов, систем для управления внешними устройствами с помощью сигналов мозга. Нейроинтерфейсы необходимы для разработки нейропротезов (например, искуственной руки для людей, лишившихся конечности) и

экзоскелетов — внешних каркасов тела человека для увеличения его силы или восстановления утраченной двигательной способности.

Один из первых полноценных нейропротезов конечностей, созданный в Лаборатории прикладной физики Джонса Хопкинса, управляется при помощи электрических импульсов мозга (Фото: youtube.com)

Робот может взаимодействовать с нервной системой через интерфейс в двух направлениях: нервная система может подавать командный сигнал роботу, в робот от своих сенсоров может подавать человеку сенсорную информацию, вызывая реальные ощущения — за счет стимуляции нервов, нервных окончаний кожи, или самой сенсорной коры мозга. Такие механизмы обратной связи позволяют восстановить чувствительность конечности, если она была утрачена. Они также необходимы для более точных движений роботизированной конечностью, так как именно на основе сенсорной информации от рук и ног мы корректируем движения.

Фото: Dan Hixson / University of Utah College of Engineering

Здесь возникает интересный вопрос — следует ли нам управлять через нейроинтерфейс всеми степенями свободы робота, то есть насколько конкретные команды мы должны ему посылать. Например, можно «приказать» роботизированной руке взять бутылку воды, а конкретные операции — опустить руку, повернуть ее, разжать и сжать пальцы — она совершит сама. Этот подход называется совмещенным контролем — через нейроинтерфейс мы даем простые команды, а специальный контроллер внутри робота выбирает наилучшую стратегию для реализации. Либо можно создать такой механизм, который не поймет команды «взять бутылку»: ему нужно посылать информацию о конкретных, детализированных движениях.

Современные исследования

Ученые в области нейронаук и робототехники изучают различные аспекты работы мозга и устройства роботов. Так, в университете Дьюк я проводил эксперименты с нейроинтерфейсами на обезьянах — так как для точной работы интерфейсов необходимо их прямое подключение к зонам мозга и не всегда такие экспериментальные вмешательства возможны на людях.

В одном из моих исследований обезьяна ходила по дорожке, активность ее моторной коры ее мозга, ответственной за движение ног, считывалась и запускала ходьбу робота. При этом обезьяна наблюдала этого ходящего робота на экране, который был перед ней расположен.

Обезьяна использовала обратную связь, то есть корректировала свои движения на основе того, что она видит на экране. Таким образом разрабатываются наиболее эффективные для реализации ходьбы нейроинтерфейсы.

Кибернетическое будущее

Подобные исследования ведут нас к инновационным разработкам в будущем. Например, создание экзоскелета для восстановления движений у полностью парализованных людей уже не кажется недостижимой фантазией — необходимо только время. Этот прогресс может сдерживать недостаточная мощность компьютеров, но за последние десять лет развитие и здесь было колоссальным. Вполне вероятно. что скоро мы увидим вокруг людей, которые используют для передвижения не коляски, а легкий, удобный экзоскелет. Люди-киборги станут для нас чем-то обыденным.

Коммерческая разработка таких систем идет по всему миру, в том числе и в России. Например, в известном проекте ExoAtlet разрабатывают экзоскелеты для реабилитации людей с двигательными нарушениями. Центр биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ поучаствовал в разработке алгоритмов для этих машин: директор Центра профессор Алексей Осадчий и его аспиранты разработали нейроинтерфейс, запускающий шагательные движения экзоскелета.

Экзоскелеты компании ExoAtlet помогают встать на ноги людям с травмами спинного мозга, перенесенным инсультом и другими нарушениями (Фото: ExoAtlet)

Быстрое развитие человекоподобных роботов-андроидов тоже становится реальностью. Вполне вероятно, что скоро вокруг нас будут ходить роботы, которые будут имитировать нас во многих аспектах — двигаться как мы и думать как мы. Они смогут выполнять часть работы, прежде доступной только человеку.

Очевидно, что мы будем видеть развитие и робототехники, и нейронаук, и эти области будут сближаться. Это не только открывает новые возможности, но и создает новые этические вопросы: как мы должны относиться к роботам-андроидам или людям-киборгам.

И все-таки пока человек лучше, чем робот, во многих отношениях. Наши мышцы наиболее экономичны: достаточно съесть бутерброд, чтобы хватило энергии на весь день. У робота заряд батарей закончится через полчаса. И хотя может быть гораздо мощнее, чем человек, он часто оказывается слишком тяжелым. Элегантность и оптимизация энергетических затрат — тут человек пока превосходит робота.

Хотя недалеко то будущее, когда это изменится — в этом направлении работают десятки тысяч талантливых ученых и инженеров.


Подписывайтесь также на Telegram-канал РБК Тренды и будьте в курсе актуальных тенденций и прогнозов о будущем технологий, эко-номики, образования и инноваций.

Как работает и устроен робот-пылесос?

Всё еще сомневаетесь в эффективности роботов-пылесосов? Узнайте, как устроен робот-пылесос и какие умные технологии используются в современных гаджетах для уборки! С роботом-пылесосом можно убирать, находясь в отпуске, а мыть полы – лежа на диване. Хватит тратить время на беготню по комнатам с ручным пылесосом. Разобраться с особенностями работы роботов-пылесосов, режимами уборки и преимуществами умных помощников поможет статья.

Умный помощник из будущего – кто изобрел робот-пылесос?

Сегодня практически каждый желающий может позволить себе жить проще использовать достижения умных технологий каждый день. В 1956 году робот-пылесос можно было встретить разве что на страницах фантастических романов (произведение Роберта Хайнлайна «Дверь в лето» считается первым, где упоминается данный вид гаджета) или чуть позже в книжках о приключениях Незнайки. А сегодня достаточно зайти в любой магазин электроники — умных роботов целые полки на любой вкус и цвет. По данным Википедии считается, что первым кто изобрел робот-пылесос, который официально представили на рынке, был американец Джо Джоун из компании iRobot. С момента появления его робот-пылесоса Roomba в 2002 году официально начался век существования и развития умных помощников по хозяйству.

Как устроен робот-пылесос?

Робот-пылесос создан для упрощения процесса уборки и освобождения свободного времени. Одна из популярных среди пользователей фирм-производителей роботов компания ECOVACS ROBOTICS разрабатывает крутых и функциональных роботов Deebot, начиная от базовых моделей без влажной уборки, таких как N76S, до мультифункционального PRO 930, который имеет в комплекте дополнительный ручной пылесос.

Интересно: какие товары Ecovacs одержали победу на международной выставке техники Red Dot Awards

Чаще всего корпус девайса круглый до 40 см в диаметре, высотой от 7 см и выше, в зависимости от модели (пылесосы из серии Slim обладают ультратонким корпусом, чтобы убирать под низкой мебелью, куда обычный пылесос никогда не доберется). Вверху находится кнопка включения – при ее нажатии активируется автоматический режим уборки. Внутри – мотор, аккумулятор и контейнер, куда пылесос собирает пыль. Передняя часть корпуса оборудована бампером с эффектом амортизации для безопасного контакта с мебелью и предметами интерьера. Кроме того, все роботы DEEBOT оборудованы датчиками антистолкновения и антипадения (робот заранее идентифицирует препятствие на пути и снижает скорость, а также чувствует перепады высоты и не пересекает безопасную границу во время уборки возле ступенек).

Читайте также о линейке роботов с технологией влажной уборки OZMO

Снизу у робота находятся:

  • 2 боковые щетки для сметания пыли
  • основная V-образная щетка/насадка прямого всасывания
  • колеса
  • крепления для микрофибры ( в моделях с влажной уборкой)
  • Микрофибра

Большая часть современных роботов-пылесосов могут работать в двух режимах: сухая и влажная очистка. То есть умный помощник не только очистит полы от шерсти и пыли, но и освежит все напольные покрытия. Без ведер, швабр, грязных тряпок и луж на паркете. Технология подачи воды на микрофибру позволяет расходовать ее экономно и при этом не оставлять разводов. Все новые роботы DEEBOT с функцией влажной уборки оборудованы обновленной технологией Smart OZMO, которая делает мытье полов еще проще.

Смарт- навигация и управление

Когда активируется процесс уборки девайс предварительно сканирует помещение, строит карту 3-D карту дома ( технология Smart NAVI) и начинает двигаться в соответствии с оптимальным маршрутом. В более ранних моделях, где отсутствует функция сканирования помещения лазером использована технология Smart MOVE, которая позволяет роботу передвигаться без пропусков и делать очистку полов качественно. Одной зарядки аккумулятора в среднем хватает на 110 минут работы. Если территория большая, то гаджет без посторонней помощи идентифицирует необходимость вернуться на док-станцию. Когда робот пылесос сам заканчивает уборку, он не забывает о том, где остановился и продолжает с той же точки после восстановления ресурсов батареи. В зависимости от необходимости можно менять насадки всасывания: с устранением шерсти домашних идеально справляется насадка прямого всасывания, так волосы не наматываются на щетку и не спутываются. Пыль и грязь собирается в контейнере, который периодически нужно очищать. Во время уборки пылесос как бы повторяет типичные человеческие телодвижения (по технологии Smart Motion) и проходит по одному участку несколько раз, чтобы не оставить ни одной пылинки.

Детальнее о том, как робот-пылесос ориентируется в пространстве

Управлять девайсом можно с помощью кнопки на корпусе, дистанционного пульта (в некоторых моделях) и через приложение на смартфоне. Кроме стандартного автоматического режима, есть ряд дополнительных функций, которые значительно облегчают жизнь.

Только представьте, на улице сырая погода, к вам пришли гости и наследили в прихожей – теперь остатки земли и песка быстро разнесутся по всему дому, если ничего не предпринять. Вместо того, чтобы идти на балкон за веником и подметать, либо доставать из шкафа пылесос, включать его в розетку и вручную ликвидировать последствия, вы можете расслабиться за чашечкой кофе, нажать пару кнопок на смартфоне и робот-пылесос за несколько минут в локальном режиме удалит все загрязнения. Вам даже вставать не придется! Удобно же.

Основные режимы умной уборки:

  1. Автоматический (при его выборе робот отправляется убирать всю территорию квартиры от и до)
  2. Локальная очистка ( при необходимости прибраться в определенном месте: только в кухне или на террасе)
  3. По периметру (гаджет пройдется только вдоль стен и по углам, где больше всего оседает пыль)
  4. Режим “МАX” (двойное усиление силы всасывания при сильных загрязнениях).

Робота можно легко настроить под себя, установить уборку по расписанию, отметить виртуальные стены (территории которые робот будет обходить стороной) и даже делать уборку удаленно! Да-да, хоть прямо лежа на пляже в отпуске – если хотите вернуться в чистую и не запыленную квартиру, с роботом-пылесосом этот вопрос решается на раз два. Почти во всех базовых роботах-пылесосах DEEBOT уже доступно голосовое управление (пылесос в несколько шагов коннектится с колонками Alexa или Google Home).

Уборка происходит без участия проводов. Робот не требует контроля за уровнем заряда аккумулятора. Часто у пользователей возникает вопрос, можно ли робот-пылесос все время ставить на базу. Да, можно, но в этом нет необходимости, поскольку после каждого цикла уборки он сам автоматически возвращается на зарядную станцию.

Современные роботы-пылесосы устроены максимально понятно и просто – с управлением справится даже ребенок! Такой помощник станет незаменимым в каждом доме, особенно у владельцев домашних животных. С каждым годом ассортимент умных помощников расширяется, а функционал совершенствуется. В каталоге Ecovacs Robotics вы можете без проблем подобрать девайс, который подойдет вам по функционалу и ценовой категории.

Что такое робот пылесос и как он работает?

Робот-пылесос автоматизирует ежедневную уборку, тем самым помогая сохранять чистоту в доме без чрезмерных усилий с вашей стороны. Как он устроен, как работает и что умеет – разберёмся подробнее.

Как устроен робот-пылесос?

Есть два основных вида роботов-пылесосов: первые подходят только для сухой уборки, а вторые – и для сухой, и для влажной. Конструкция этих приборов отличается, а главное – есть разница и в эксплуатации.

Как устроен робот-пылесос для сухой уборки?

Пластиковый корпус робота (1) может быть круглой или квадратной формы. Крышка-бампер (2) придаёт прибору аккуратный вид. Крепится на замок-защёлку (10). Задние (9) и переднее (4) колёса обеспечивают мобильность робота. Благодаря датчикам (5) пылесос ориентируется в пространстве, а сенсоры перепада высоты (6) не дают ему упасть с лестницы.

В процессе уборки боковые щётки (7) подталкивают пыль к всасывающему отверстию (8), откуда она попадает в пластиковый пылесборник. Загрязнённый воздух проходит через фильтры. Их, как правило, два: первичный задерживает шерсть, волосы и крупный мусор, а фильтр тонкой очистки захватывает мелкие частицы. Отличное качество фильтрации воздуха обеспечивает HEPA-фильтр. Он состоит из переплетённых волокон, которые эффективно захватывают пылевые частицы и аллергены. Так, HEPA-фильтры высокого класса (h22 и h23) задерживают свыше 99% пыли.

Выключатель питания (3) полностью обесточивает прибор: им нужно воспользоваться, если долго не собираетесь использовать пылесос или после того, как он полностью зарядится на базе.

Пользоваться роботом-пылесосом для сухой уборки легко:

1. Уберите с пола провода и мелкие предметы.
2. Установите преграду на пути робота, если убираетесь рядом с лестницей.
3. Установите очищенный пылесборник.
4. Включите пылесос с помощью переключателя питания.
5. Задайте нужную программу.
6. Дождитесь, когда робот выполнит работу и вернётся на базу, или дайте ему команду следовать на подзарядку самостоятельно.
7. Очистите пылесборник.

Как устроен робот-пылесос с функцией влажной уборки?

В конструкции робота-пылесоса с возможностью влажной уборки предусмотрен бак для воды с крышкой, к которому снизу на застёжке прикрепляется тряпка из микрофибры. В некоторых моделей этот бак устанавливается вместо пылесборника, у других – в дополнение к нему. В остальном устройство очень похоже на пылесос для сухой уборки: те же боковые щётки, колёсики, сенсоры, переключатель питания.

У робота-пылесоса с функцией влажной уборки есть некоторые особенности использования. Если бак устанавливается вместо пылесборника, вам сначала придётся запустить цикл сухой уборки. После этого контейнер для пыли меняют на резервуар с водой и начинают влажную уборку. В моделях, где бак устанавливается в дополнение к пылесборнику, влажную и сухую уборку можно сочетать, главное – следить, чтобы робот с полным резервуаром не заехал на базу подзарядки.

Как работает робот-пылесос?

В пространстве робот ориентируется благодаря встроенной системе навигации. Она получает сведения об окружающей обстановке двумя способами: контактным и бесконтактным. Контактный сенсор выглядит как большой бампер в передней части прибора. Он касается препятствий и даёт команду пылесосу изменить направление движения. За бесконтактную навигацию отвечают инфракрасные сенсоры, лазерные дальномеры, видеокамеры, а также виртуальные стены – внешние датчики, устанавливающие границы уборки. Модели с камерами способны запоминать расположение препятствий и составлять карту помещения, благодаря чему их маршрут более продуманный, а эффективность работы – выше.

Включать пылесос можно каждый раз вручную, а можно задать расписание уборки, которое робот будет дисциплинированно соблюдать.

В приборе, как правило, предусмотрено несколько вшитых программ. Это может быть движение по периметру комнаты (так робот собирает пыль возле плинтуса и в углах) или по спирали (для очистки особо грязной зоны), быстрая уборка или работа на повышенной мощности.

Чем ещё хорош робот-пылесос?


Может убирать в ваше отсутствие

Робот-пылесос не только делает домашнюю работу за вас, но способен справиться с ней и без вашего присутствия. Практически все модели можно запрограммировать на уборку в определённые часы.

Может собирать шерсть домашних животных с помощью турбощётки

Турбощётка – это валик с щетиной или резиновыми лопастями. Её приводит в движение электродвигатель. Турбощётка хорошо подхватывает и подталкивает к всасывающему отверстию мусор, в том числе – шерсть.

И главное – может убираться каждый день!

Робот-пылесос менее мощный, чем обычный: в компактном корпусе просто не поместился бы такой же по производительности двигатель. Впрочем, от робота и не требуется чрезмерная мощность всасывания. Его предназначение – регулярно собирать тонкий слой осевшей пыли, и с этой задачей он справляется. Благодаря роботу-пылесосу в вашем доме будет чисто каждый день, а не в первые два дня после генеральной уборки!

Как работает и как устроен робот пылесос? Чем отличаются и как пользоваться?

Роботы-пылесосы – это инновационная техника с искусственным интеллектом, которая постепенно приходит на замену привычным всем пылесосам для уборки. Роботы позволяет осуществлять качественную уборку без участия человека, благодаря улучшенным характеристикам современных моделей и их малым габаритам, роботы проведут тщательную очистку от пыли.

Конструкция робота-пылесоса

  • Камера для движения пылесоса.
  • Контейнер для пыли и мусора.
  • Фильтр.
  • Мощный механизм.
  • Датчики управления на бампере.
  • Колеса, обеспечивающие передвижение.
  • Li-Ion аккумулятор.
  • Щетки для уборки.
  • Пазы для полотера.

Камера пылесоса

Камера необходима для того, чтобы робот-пылесос мог ориентироваться в помещении. Камера позволяет создать карту, где робот уже провел уборку, а  докуда еще не дошел. Так как робот-пылесос не может длительное время обходиться без зарядки, при помощи камеры найти короткий путь от места уборки до получения заряда.

Пылесборник

Пылесборник в такой технике обычно небольшой, он не имеет мешков для пыли или механических частей. Вынимается после нажатия специальной кнопки на бампере.

Фильтры очистки

Весь мусор и грязь, которую втягивает пылесос внутрь, проходит через специальный фильтр. Фильтр расположен на задней поверхности корпуса, он необходим для того, чтобы выпускать из пылесоса только чистый воздух, не пропуская из корпуса пыли. Фильтр и пылесборник можно мыть под краном.

Мощный механизм всасывания

Всасывающий механизм в роботах-пылесосах обеспечивает качественную уборку, при этом обладает низким уровнем шума. Расположен внутри корпуса.

Датчики управления

Робот-пылесос представляет собой технику для умного дома, обладает встроенным искусственным интеллектом. Обычно датчики располагают на бампере для лучшей управляемости техники. С помощью датчиков ИК-типа, робот определяет препятствия и не касается их. Они установлены по площади бампера, но есть не на всем корпусе, поэтому, если пылесос наезжает на препятствие под углом, робот может коснуться его поверхностью, но тут же отъедет. Тогда сработает механический датчик удара. В зависимости от алгоритма движения после удара, пылесос поменяет свое направление. В некоторых моделях также есть еще один датчик, который расположен на верху бампера. Он необходим для того, чтобы робот мог проехать под мебелью и не застрять.

Колеса для передвижения

На корпусе 2 боковых колеса, которые задают движение. Впереди есть еще одно, маленькое колесо,  оно не имеет привода и является вспомогательным. На оси маленького колеса всегда есть специальный датчик, который обеспечит измерение расстояния, пройденного роботом. Движение обеспечивается путем передачи момента одному из боковых колес.

Li-Ion аккумулятор

Под крышкой расположен литиевый аккумулятор определенной емкости. Среднее ее значение – 200 мАч. От емкости зависит продолжительность работы аккумулятора.

Щетки для уборки

Обычно в составе робота-пылесоса две боковые щетки для уборки. Они позволяют обеспечить более качественное избавление от пыли за одно движение техники. Проходя по полу, робот обеспечивает большую чистую полосу. Две боковые щетки отправляют всю пыль и грязь к основной турбощетке. Турбощетка переносит весь мусор в пылесборник. Для переноса использован всасывающий модуль.

Конструкция робота обеспечит качественную уборку даже в труднодоступных местах. Для того, чтобы добраться до плинтуса, необходима одна боковая щетка. Но пока до углов не может добраться ни одна модель интеллектуального пылесоса.

Для крупного мусора есть специальный скребок, он подбирает грязь с пола и отправляет в пылесборник.

Отличный вариант – робот Panda X600 Pet Series. Эта модель отличается хорошей мощностью, эффективной работой и легко ориентируется в пространстве. Дополнительным преимуществом модели является УФ-лампа для обеззараживания.

Пазы для полотера

В моделях, в которых есть пазы для полотера, предусмотрена функция полировки пола. На дно робота крепится основание швабры, то есть техника одновременно всасывает пыль и протирает поверхность пола. На основание швабры надевается салфетка из микрофибры. Ее следует смочить перед запуском, так как намочить салфетку в процессе работы не получится, робот сбросит составленную карту движения при отрывании его от пола. Салфетка из мягкой ткани позволит собрать самую мелкую пыль и грязь, но не сможет заменить полноценную мойку полов.

Еще одной моделью робота пылесоса, которая отличается высоким качеством, эффективностью и многофункциональностью является Panda X900 Wet Clean. Эта модель способна выполнять полноценную влажную уборку, чем похвастаться могут далеко не все роботы-пылесосы.

Из сравнительно недорогих моделей можно обратить внимание на iBoto Optic. Этот робот-пылесос не выполняет влажную уборку на том уровне, как модель, о которой было рассказано выше, но при этом он великолепно справляется со своей основной задачей – т есть уборкой пыли. При этом, в нем установлена специальная камера, которая позволяет ему отлично ориентироваться в пространстве.

Cхема робота-пылесоса

Основными элементами схемы робота-пылесоса являются:

  • 6 электроприводов.
  • Микроконтроллер.
  • Датчик присоединения.
  • ИК-приемник.
  • Датчики перепада высоты.
  • Светодиоды для экрана.
  • Гироскоп для поворотов.

Шесть электроприводов отвечают за боковые щетки, турбощетку, всасывающий модуль, а также за движение боковых колес.

Материнская плата имеет модуль камеры, дисплей, модуль управления всеми приводами, а также специальный переходник, который через базу для зарядки робота заряжает аккумулятор. Сам аккумулятор питает все остальные элементы схемы.

На материнской плате также есть специальная батарейка.

Устройство и принцип действия робота-пылесоса

Принцип действия робота-пылесоса направлен на оказание механического воздействия щетки на пол. Они имеют полностью автоматизированную систему и отличную мощность всасывания.

В основе принципа действия лежит навигационная система, приводящие механизмы, аккумулятор и чистящий модуль.

Навигационная система позволяет обеспечить передвижение робота в пространстве, избегать препятствий и убирать только то место, которое еще не было убрано. Навигация по датчикам происходит динамически. Есть также навигация по датчикам и лазерный вид – самый новый тип роботов пылесосов.

Как пользоваться роботом-пылесосом

Устройство автоматизированное, управлять им можно при помощи дисплея и панели датчиков. Выбирается одна из трех возможных программ уборки – обычная, местная и быстрая. Местная уборка подразумевает необходимость задать площадь для действия техники. Все необходимые кнопки расположены на бампере устройства. Также, современные роботы-пылесосы позволяют выполнять уборку автоматически, техника включится в указанное время. Это особенно удобно, когда хозяевам необходима чистота к их приходу домой.

После каждой уборки рекомендуется опустошать пылесборник робота, так как обычно он имеет малый объем и без чистки не сможет продолжить работу в следующий раз.

Современные роботы-пылесосы также оснащены пультом дистанционного управления, что позволяет осуществить их настройку на расстоянии.

Нужен ли дома робот-пылесос и стоит ли менять на него обычную технику

Преимущества робота-пылесоса очевидны – имея в доме такого помощника, вам не придется тратить время на уборку. Кроме того:

  • Пылесос компактный, занимает мало места.
  • Потребляет малое количество электроэнергии.
  • Обеспечивает качественную уборку на ровной и гладкой поверхности.
  • Им можно управлять дистанционно.
  • Имеет несколько режимов работы.

Все эти особенности роботов-пылесосов существенно облегчают выполнение уборки и позволяют сэкономить немало времени, за счет чего такие устройства становятся все более распространенными

Модель iRobot Roomba 980 отличается большим количеством удобных функций и надежной конструкцией. Также эта модель очень производительна и при этом обладает малым энергопотреблением и отличается хорошим соотношением цены и качества.

Нужна ли электрощетка?

Электрощетка для такого пылесоса нужна, так как именно она отправляет весь собранный мусор в пылесборник. Кроме того, щетка обеспечивает лучшую продуктивность техники. Турбощетка всегда есть в комплектации пылесоса.

Мягкие роботы лечат людей и исследуют космос. Разбираемся, как они работают

Мягкие роботы привлекают большое внимание в исследовательских кругах в основном из-за своей безопасности для людей, которым, возможно, придется работать в непосредственной близости от этих машин. Рассказываем, чем мягкие роботы отличаются от обычных, как они работают и чем могут помочь человечеству.

Что такое мягкие роботы?

Мягкая робототехника — это особая область робототехники, которая занимается конструированием роботов из материалов с высокой степенью совместимости, подобных тем, которые встречаются в живых организмах.

Мягкая робототехника во многом зависит от того, как живые организмы перемещаются и адаптируются к своему окружению. В отличие от роботов, построенных из жестких материалов, мягкие роботы обеспечивают повышенную гибкость и адаптируемость для выполнения задач, а также повышенную безопасность при работе с людьми. Эти характеристики позволяют использовать его в медицине и производстве.

Мягкая робототехника в основном конструирует роботов полностью из мягких материалов. В итоге получающиеся роботы похожи на таких беспозвоночных, как черви или осьминоги. Моделирование движения таких роботов — сложная задача. Дело в том, что для таких процессов необходимо применять методы механики сплошной среды. Именно поэтому мягкие роботы иногда называют роботами сплошной среды (continuum robots).

Напомним, механика сплошных сред — раздел механики, физики сплошных сред и физики конденсированного состояния, посвященный движению газообразных, жидких и деформируемых твердых тел, а также силовым взаимодействиям в таких телах.

Гибриды мягких и жестких роботов

Для изучения биологических явлений ученые создают мягких роботов по образу живых организмов и проводят эксперименты, которые сложно выполнять на настоящих организмах.

Тем не менее, существуют жесткие роботы, которые также способны к непрерывным деформациям, например, робот-змея.

Мягкие конструкции могут использоваться как часть более крупного жесткого робота. Мягкие эффекторы роботов для захвата и манипулирования объектами обеспечивают преимущество. Дело в том, что они не разрушают хрупкие объекты.

Также возможно создание гибридных мягко-жестких роботов, у которых имеется внутренний жесткий каркас и внешние мягкие элементы. Мягкие элементы могут иметь много функций: как воздействующие механизмы аналогичные мышцам животных, так и смягчающий материал для обеспечения безопасности при столкновении с человеком.

Робот на колесной основе с мягкими ногами и способностями передвижения по земле. 
Фото: Али Садеги, Алессио Мондини, Эмануэла Дель Дотторе, Ананд Кумар Мишра и Барбара Маццолай

Мягких роботов можно сгибать, придавать любую форму. Они сделаны из очень мягкого материала, в том числе из наноматериалов. Это делает их больше похожими на человеческие части тела, например, на мышцы. На самом деле можно сказать, что эти роботы почти оживают с помощью наноматериалов.

Несмотря на множество исследований в области мягких роботов, инженеры пока в самом начале пути. Однако эксперты прогнозируют, что уже к 2024 году их рынок достигнет $2,16 млрд.

Чем мягкие роботы отличаются от обычных?

Металлические роботы гораздо более ограничены. Они были сконструированы с учетом скорости и точности, что делало их идеальными для таких вещей, как работа на конвейере. Но они не так уж универсальны.

Мягкие роботы отличаются от промышленных или коллаборативных роботов тем, что их конструкция сделана из мягких, податливых материалов. Их конструкция сильно отличается от любой другой формы роботов, и аналогично мягкие роботы выполняют очень разные функции.

По большей части мягкие роботы все еще находятся на ранних стадиях разработки, и самый первый мягкий робот был разработан в 2011 году профессором Гарварда Джорджем Уайтсайдсом. С тех пор количество и типы мягких роботов резко возросли. Хотя до их реальной коммерческой жизнеспособности может быть несколько лет, они по-прежнему представляют собой захватывающую технологию с большим потенциалом.

Мягкие роботы — захватывающая инновация в мире робототехники. Вышеупомянутые пять типов мягких роботов могут иметь наибольший коммерческий потенциал из всех типов мягких роботов, которые в настоящее время разрабатываются.

В отличие от промышленных или коллаборативных роботов, мягкие роботы обслуживают широкий спектр приложений.

Как применяются мягкие роботы?

Привлекательность мягких роботов заключается в их гибкости и универсальности.

6 многообещающих типов мягких роботов

Существует много различных типов мягких роботов, но есть 6 различных приложений, которые обещают наибольший коммерческий потенциал.

  1. Роботизированные мышцы: сейчас разрабатываются несколько типов мягких роботов, которые будут работать в качестве роботизированных мышц. Один из самых многообещающих прототипов черпает вдохновение из оригами. Его сложенная конструкция может поднимать вес в 1 000 раз больше собственного веса и масштабируется от нескольких миллиметров до метра в длину. Кроме того, сейчас ученые работают над созданием наноразмерных роботов из ДНК.
  2. Альпинистские роботы: у этих типов роботов есть много потенциальные применений, начиная от осмотра и обслуживания зданий и заканчивая поисково-спасательными операциями. Одна из версий роботов для мягкого лазания имеет изогнутую конструкцию, очень похожую на гусеницу. Это позволяет ему ползать вверх и вниз по сооружениям разного размера.
  3. Съедобные роботы. Первый проект таких роботов создан школьной командой в Филадельфии для ежегодного конкурса Soft Robotics. Эти биоразлагаемые роботы могут безопасно доставлять лекарства к различным частям тела.
  4. Носимые роботы. Эти биомиметические устройства могут помочь пациенту, проходящему физическую реабилитацию. Мягкий робот имитирует естественные движения тела, где бы он ни находился, помогая пациенту восстановить нормальные двигательные функции.
  5. Роботы-протезы. Мягкие роботы могут использоваться для создания превосходных протезов для людей, у которых отсутствуют конечности или части тела. Часто технология мягкой робототехники используется на конце протеза руки для более деликатного и точного захвата объектов.
  6. Роботы-космонавты. Ученые НАСА предполагают, что однажды они будут летать по поверхности Марса. Другие уже проектируют роботов, которые будут работать в самых труднодоступных частях человеческого тела.

Хотя мягкие роботы также могут использоваться в промышленных условиях — особенно в качестве коллаборативных роботов (также известных как «коботы»), работающих вместе с людьми, они вряд ли ограничиваются этим.

Первый в мире мягкий автономный робот

В 2016 году ученые из Гарварда использовали жидкую силиконовую резину для разработки Octobot — первого в мире мягкого автономного робота. Вдохновленные осьминогами, эти мягкие роботы могут крутиться и преодолевать препятствия, которые могут оказаться невозможными для резких, жестких металлических роботов, подобных тем, что изображены в «Терминаторе» или «Звездных войнах».

Удивительно, но Octobot дешевле в изготовлении, чем латте, а заправка его топливом стоит всего 5 центов. Можно представить сотни дешевых мягких роботов, которых отправляют исследовать место происшествия, преодолевать препятствия и узкие места, чтобы помочь в спасательной операции.

«Основная цель мягкой робототехники —не создавать сверхточные машины, потому что они у нас уже есть, — сказала биомедицинский инженер Джада Гербони в своем выступлении на TED в 2018 году. — А сделать роботов способными противостоять неожиданным ситуациям в реальном мире».

Мягкие роботы в медицине

Мягкие роботы могут использоваться в качестве хирургических и медицинских инструментов (в частности эндоскопов). Их преимущество в том, что они перемещаются по структурам тела более легко, чем это могут делать традиционные инструменты. Это дает врачам более четкое представление о той области тела пациента, которую они хотят исследовать.

Полностью мягкая роботизированная одежда, которая может помочь людям передвигаться, стала на шаг ближе к реальности благодаря разработке новой гибкой и легкой системы питания для мягкой робототехники.

Открытие, сделанное группой из Бристольского университета, может проложить путь к носимым вспомогательным устройствам для людей с ограниченными возможностями и людей, страдающих возрастной дегенерацией мышц. Исследование опубликовано сегодня в Science Robotics.

Новый тонкий и легкий насос размером с кредитную карту. Предоставлено: Тим Хелпс, Бристольский университет.

Мягкие роботы сделаны из податливых материалов, которые могут растягиваться и скручиваться. Из этих материалов можно сделать искусственные мышцы, которые сокращаются, когда в них нагнетается воздух. Мягкость этих мышц позволяет использовать вспомогательную одежду. Однако до сих пор эти пневматические искусственные мышцы приводились в действие обычными электромагнитными (приводными от двигателя) насосами, которые являются громоздкими, шумными, сложными и дорогими.

Исследователи из Бристольской лаборатории SoftLab и Бристольской лаборатории робототехники под руководством профессора робототехники Джонатана Росситера успешно продемонстрировали новый электропневматический насос, который является мягким, гибким, недорогим и простым в изготовлении.

В статье команда описывает, как новый мягкий насос размером с кредитную карту может приводить в действие искусственные мышцы с пневматическим пузырем и перекачивать жидкости. Команда также обрисовывает в общих чертах свои следующие шаги, чтобы сделать мощную одежду реальностью.

Точно так же полимеры титана на основе углерода можно использовать в сочетании с синтетическими полимерами для создания ультратонких искусственных мышц. Эта технология была продемонстрирована в художественных репродукциях танцующих бабочек, трепещущих листьев и цветущих цветов в Корейском передовом институте науки и технологий.

Как работают мягкие роботы?

Мягкие роботы, особенно разработанные для имитации жизни, часто должны испытывать циклическую нагрузку при перемещении или выполнении любых других задач. Например, в случае робота, похожего на миногу или каракатицу, описанного выше, для движения потребуется электролиз воды и воспламенение газа, что приведет к быстрому расширению для продвижения робота вперед. Это повторяющееся и взрывное расширение и сжатие создаст интенсивную циклическую нагрузку на выбранный полимерный материал. Робота под водой на Европе было бы практически невозможно починить или заменить, поэтому необходимо позаботиться о выборе материала и конструкции, которые сводят к минимуму возникновение и распространение усталостных трещин. В частности следует выбирать материал с пределом выносливости или частотой амплитуды напряжений, выше которой усталостная характеристика полимера больше не зависит от частоты.

Поскольку мягкие роботы изготовлены из мягких материалов, необходимо учитывать температурные эффекты. Предел текучести материала имеет тенденцию к снижению с температурой, а в полимерных материалах этот эффект еще более ощутим. При комнатной и более высоких температурах длинные цепи во многих полимерах могут растягиваться и скользить вдоль друг друга, предотвращая локальную концентрацию напряжений в одной области и делая материал пластичным. Но большинство полимеров претерпевают температуру перехода из пластичного в хрупкое состояние ниже которой не хватает тепловой энергии для того, чтобы длинные цепи реагировали таким пластичным образом, и разрушение гораздо более вероятно. Считается, что тенденция к тому, что полимерные материалы становятся хрупкими при более низких температурах, является причиной катастрофы шаттла «Челленджер», и к ней следует относиться очень серьезно, особенно для мягких роботов, которые будут внедрятся в медицине. Температура перехода из вязкого состояния в хрупкое не обязательно должна быть такой, которую можно считать «холодной», и фактически является характеристикой самого материала в зависимости от его кристалличности, ударной вязкости, размера боковой группы (в случае полимеров) и других факторов.

Недостатки технологии

Мягкие роботы не лишены недостатков. В частности ученые обнаружили, что приводы жидкости — устройства, которые фактически оживляют роботов — медленно включаются из-за огромного количества жидкости, необходимой для движения, или из-за того, что их поток замедляется различными структурами внутри устройство (например, трубки и клапаны).

Однако исследователи из Гарварда разрабатывают обходной путь. Отмечая, что изгибание таких игрушек приводит к высвобождению большого количества энергии, они конструируют приводы с двумя выдвижными крышками, одна внутри другой. Когда внешняя крышка надувается, давление увеличивается на внутреннюю. Когда она изгибается, высвобождение энергии приводит в движение устройство.

У мягких роботов есть потенциал, который простирается до Марса и обратно, и они, несомненно, станут большей частью общества в ближайшие годы. Их возможности ограничены только человеческим воображением.

Мягкие роботы и люди

Роботы с мягким телом предлагают возможность для социального и тактильного взаимодействия между человеком и роботом, которые требуют тщательного рассмотрения возможности неуместных эмоциональных привязанностей, а также личного и социально разрушительного поведения пользователей. Этические проблемы, связанные с взаимодействием человека и робота, и то, как они должны способствовать проектированию мягкой робототехники в контексте социального взаимодействия, обсуждаются в статье для журнала Soft Robotics.

Томас Арнольд и Маттиас Шойц, Университет Тафтса, Медфорд, Массачусетс, являются соавторами статьи, озаглавленной «Тактильная этика мягкой робототехники: разумное проектирование для взаимодействия человека и робота». Они исследуют широкий круг тем, в том числе способность мягких роботов касаться окружающей среды и взаимодействовать с ней, потенциальные риски формирования однонаправленных эмоциональных связей человека с роботами и того, для чего должны быть предназначены социальные роботы. Чтобы проиллюстрировать некоторые из этических проблем, связанных с мягкой робототехникой, и возможные риски для общества, авторы обсуждают пример секс-роботов.

Доктора Арнольд и Шойц предлагают три общих принципа разработки мягкой робототехники в контексте социального человека и робота. Они побуждают сообщество мягкой робототехники решать эти этические проблемы как способ повышения качества и эффективности взаимодействия человека и робота. «Технология мягких роботов скоро принесет нам машины, которые напрямую взаимодействуют с людьми; важно, чтобы мы начали думать о влиянии, которое они могут иметь на социальные ситуации. В этом документе излагаются некоторые из основных проблем и даются отличные рекомендации для серьезного обсуждения взаимоотношения человека и робота», — заключает Барри А. Триммер, доктор философии, который руководит лабораторией нейромеханики и биомиметических устройств в Университете Тафтса (Медфорд, Массачусетс).


Как работает робот Atlas от Boston Dynamics? / Хабр

Как Boston Dynamics удалось научить робота Atlas бегать, прыгать, делать сальто и танцевальные па? О секретах робота рассказали основатель Boston Dynamics Марк Райберт и инженер компании Скотт Куиндерсма. Это статья подготовлена по материалам их выступления. Но как говорится, лучше 1 раз увидеть, чем 100 раз прочитать, поэтому смотрите наше видео:

Говоря об умных роботах, первое, что надо понимать, что у машин, как и у людей, есть два типа интеллекта: двигательный и когнитивный. Когнитивный интеллект позволяет осознать проблему и понять, как ее решить. Двигательный интеллект позволяет управлять телом, не задумываясь о том, как ходить или прыгать, управлять своей энергией, рассчитывая силы на то или иное действие, а также воспринять информацию в реальном времени для взаимодействия с окружающей средой.

Подход Boston Dynamics к своим роботам заключается в том, чтобы сначала создать надежный и работоспособный в любых обстоятельствах двигательный интеллект. Далее приступать к созданию когнитивного, которому будет проще планировать действия робота, опираясь на развитый двигательный интеллект. И затем инженеры должны наладить взаимодействие двигательного и когнитивного интеллектов.

Atlas использует свое восприятие в реальном времени для того, чтобы определить местонахождение препятствий, выбрать места опоры для ступней и координировать перенос массы тела во время движения, удерживаясь на ногах. Atlas воспринимает свое окружение так, как вы сейчас видите на экране. Во время своего движения он решает, есть ли возможность избежать препятствие, и регулирует положение тела, опираясь на расчетную траекторию, но учитывая обратную связь при выполнении расчетных действий.

Такой результат обеспечивается не только программным обеспечением и элементами управления, но и конструкцией робота. Самой важной деталью робота является очень компактный гидравлический силовой агрегат массой всего 5 кг и мощностью 5 кВт. Он разработан Boston Dynamics и вмещает электродвигатель, насос, резервуар, аккумулятор, несколько фильтров, электронику и систему охлаждения. Все это помещено в прочный корпус и размещено прямо внутри робота. Агрегат питается от легкой батареи емкость 1400 ватт*час, также разработанной Boston Dynamics. Прочный корпус не позволит аккумулятору загореться, если робот упадет.

Инженерам компании вообще многое пришлось создавать с нуля. И пространственную конструкцию рамы и ног, которые должны быть легкими, но очень прочными. И легкие гидравлические сервоклапаны особой конструкции. И, напечатанный на 3Д принтере гидравлический коллектор, вмещающий все 18 клапанов, а также сразу содержащий в своей структуре напечатанные фитинги и шланги, чтобы максимально облегчить конструкцию.

Робот контролирует свое передвижение в реальном времени с помощью камер, расположенных на передней части его условной головы. В руках и ногах робота в общей сложности 28 суставов. В области таза и по всему телу робота размещены датчики, которые измеряют ускорение робота, положение его тела в пространстве при движении и другие параметры его взаимодействия с окружающим миром.

Робот активно балансирует во время ходьбы, бега и трюков. Он умеет использовать силу инерции, чтобы экономить энергию. Он осматривает местность и ощущает ее через сенсоры в стопах, одновременно регулируя силу, прилагаемую ногами к земле. Каждый прыжок, кувырок или сальто требует от робота массы вычислений. Инженеры подчеркивают, что все роботы компании держат равновесие самостоятельно. Это означает, что если вы толкнете любого из них, то он отреагирует как человек, сделав шаг в сторону.

Atlas не выбирает, что ему делать. Команды отдает оператор. Он нажимает кнопки, подсказывая роботу, что здесь надо прыгнуть, здесь сделать сальто, а тут повернуться. Но вычислять, как именно сделать такое движение в данных условиях из текущего положения, роботу приходится самому. Как это ему удается? Давайте рассмотрим, как программируют и создают элементы управления для робота.

Подход Boston Dynamics к программированию основан на прогнозирующей модели. Это означает, что исследователи используют всю имеющуюся у них информацию о роботе для того, чтобы разработать алгоритмы управления динамическими характеристиками. Также они проводят очень много предварительных вычислений всего, что может пригодиться роботу для выполнения той или иной задачи.

Например, для Atlas создана целая библиотека предварительно рассчитанных траекторий движения. Система управления роботом берет информацию о предварительно рассчитанных траекториях и адаптирует ее к текущим условиям, информацию о которых собирает система восприятия. Atlas выбирает из библиотеки подходящую для выполнения задачи траекторию, а затем изменяет ее в соответствии с текущими условиями.Пока робот не может обучаться новым движениям самостоятельно, на основе предыдущего опыта, а действует строго по запрограммированным моделям. Хотя инженеры Boston Dynamics наверняка уже думают о его самообучении.

Что касается системы восприятии робота, то здесь Boston Dynamics использует геометрическую сегментацию. Робот буквально разбивает окружающее пространство на локальные области с простыми геометрическими формами. Эти формы становятся входными данными для системы планирования, которая продумывает несколько шагов вперед так, чтобы робот удержал равновесие, правильно использовав свои руки и ноги. Но эта информация не является статичной, она изменяется в режиме реального времени, позволяя роботу лучше приспосабливаться к условиям и избегать ошибок предварительных расчетов.

Большой плюс робота Atlas в том, что раз научившись делать сальто он изо дня в день может делать его точно так же, с той же эффективность. Это помогло инженерам в создании потрясающего видео танцующих роботов.

Чтобы научить Atlas танцевать, компания привлекла хореографа. Предварительная работа заключалась в том, чтобы определить, какие идеи настоящего танцора можно попытаться реализовать с помощью робота. Инженеры использовали моделирование, чтобы быстро перебрать концепции движения, которые по силам выполнить роботу. Идеи сначала реализовывали в симуляции, вносили коррективы, а затем пробовали на роботе. Инженеры описывают процесс, как конвейер. Когда множество разнообразных движений описывалось множеством входных данных и реализовывалось роботом. В итоге, на создание танца потребовалось несколько месяцев напряженной работы.

В Boston Dynamics признают, что надежность робота Atlas пока нельзя сравнить с тем же показателем робота Спот. Его обслуживание занимает много времени, но инженеры не собираются останавливаться. Так, скоро Atlas научится работать руками. Не просто переставлять коробки или балансировать с помощью рук, а полноценно выполнять сложные задачи, чтобы руки робота стали такими же ловкими, как и ноги. А вы как думаете, чему еще следует научится самому продвинутому роботу в мире?

Если вы хотите сами посмотреть презентацию Марка Райберта и Скотта Куиндерсма, то вот ссылочка.

Как работают роботы | HowStuffWorks

На самом базовом уровне человек состоит из пяти основных компонентов:

  • Структура тела
  • Мышечная система для перемещения структуры тела
  • Сенсорная система, которая получает информацию о теле и окружающей среде
  • Источник питания для активации мышц и датчиков
  • Мозговая система, обрабатывающая сенсорную информацию и указывающая мышцам, что делать

Конечно, у нас также есть некоторые нематериальные атрибуты, такие как интеллект и мораль, но на самом деле физический уровень, приведенный выше список охватывает его.

Робот состоит из тех же компонентов. Типичный робот имеет подвижную физическую структуру, какой-то двигатель, сенсорную систему, источник питания и компьютерный «мозг», который управляет всеми этими элементами. По сути, роботы — это созданная человеком версия животной жизни — это машины, которые копируют поведение человека и животных.

В этой статье мы исследуем базовую концепцию робототехники и узнаем, как роботы делают то, что они делают.

Джозеф Энгельбергер, пионер промышленной робототехники, однажды заметил: «Я не могу дать определение роботу, но я узнаю его, когда вижу его.«Если вы рассмотрите все разные машины, которые люди называют роботами, вы увидите, что практически невозможно дать исчерпывающее определение. У всех свое представление о том, что представляет собой робот.

Вы, наверное, слышали о некоторых из этих знаменитых роботов:

  • R2D2 и C-3PO: умные говорящие роботы с множеством индивидуальности из фильмов «Звездные войны»
  • Sony AIBO: роботизированная собака, которая обучается через человеческое взаимодействие
  • Honda ASIMO: робот, который может ходить на двух ногах, как человек
  • Промышленные роботы: автоматизированные машины, работающие на сборочных линиях
  • Данные: почти человеческий андроид из «Звездного пути»
  • BattleBots: истребители с дистанционным управлением в Comedy Central
  • Роботы для обезвреживания бомб
  • Марсоходы НАСА
  • HAL: Судовой компьютер в фильме Стэнли Кубрика «2001: Космическая одиссея»
  • Robomower: робот для стрижки газонов от Friendly Robotics
  • Робот из телесериала «Затерянные в космосе»
  • MindStorms: популярный робототехнический комплект LEGO

Все эти вещи, по крайней мере, некоторые люди считают роботами.В самом широком смысле робот определяется как все, что многие люди считают роботом. Большинство робототехников (людей, которые строят роботов) используют более точное определение. Они указывают, что у роботов есть перепрограммируемый мозг (компьютер), который перемещает тело.

Согласно этому определению, роботы отличаются от других подвижных машин, таких как автомобили, из-за их компьютерного элемента. Во многих новых автомобилях есть бортовой компьютер, но он нужен только для небольших настроек. Вы управляете большинством элементов автомобиля напрямую с помощью различных механических устройств.Роботы отличаются от обычных компьютеров по своей физической природе — к нормальным компьютерам не прикреплено физическое тело.

В следующем разделе мы рассмотрим основные элементы, присутствующие в большинстве современных роботов.

Что такое робототехника? Что такое роботы? Типы и использование роботов. Робототехника

БЫСТРО ВЛАГАЕТСЯ В ЛЮБОЙ АСПЕКТ НАШЕЙ ЖИЗНИ, ВКЛЮЧАЯ ДОМ.

Использование роботов

Роботы

имеют множество вариантов использования, что делает их идеальной технологией для будущего.Скоро мы увидим роботов почти повсюду. Мы увидим их в наших больницах, отелях и даже на дорогах.

Применение робототехники

  • Помощь в борьбе с лесными пожарами
  • Работа вместе с людьми на производственных предприятиях (так называемые «коботы»)
  • Роботы, которые предлагают услуги пожилым людям
  • Помощники хирурга
  • Пакет «последняя миля» и доставка заказов на еду
  • Автономные бытовые роботы, которые выполняют такие задачи, как уборка пылесосом и стрижка травы
  • Помощь в поиске предметов и их транспортировка по складам
  • Используются во время поисково-спасательных операций после стихийных бедствий
  • Детекторы наземных мин в зонах боевых действий

Производство

Обрабатывающая промышленность, вероятно, является старейшим и наиболее известным пользователем роботов.Эти роботы и коботы (боты, которые работают вместе с людьми) работают для эффективного тестирования и сборки таких продуктов, как автомобили и промышленное оборудование. По оценкам, сейчас используется более трех миллионов промышленных роботов.


Логистика

Роботы для транспортировки, погрузочно-разгрузочных работ и контроля качества становятся незаменимыми для большинства предприятий розничной торговли и логистических компаний. Поскольку теперь мы ожидаем, что наши посылки будут доставлены с невероятной скоростью, логистические компании используют роботов на складах и даже в дороге, чтобы максимально эффективно использовать время.Прямо сейчас роботы снимают ваши товары с полок, транспортируют их по складу и упаковывают. Кроме того, рост числа роботов последней мили (роботов, которые автономно доставляют вашу посылку к вашей двери) гарантирует, что в ближайшем будущем вы столкнетесь лицом к лицу с логистическим ботом.

Дом

Это больше не научная фантастика. Роботов можно увидеть повсюду в наших домах, они помогают по хозяйству, напоминают нам о расписании и даже развлекают наших детей.Самый известный пример домашних роботов — автономный пылесос Roomba. Кроме того, теперь роботы эволюционировали, чтобы делать все, от автономного стрижки травы до очистки бассейнов.


Путешествие

Есть ли что-нибудь более похожее на научную фантастику, чем автономные автомобили? Эти беспилотные автомобили больше не просто воображение. Сочетание науки о данных и робототехники, беспилотные автомобили захватывают мир штурмом. Автопроизводители, такие как Tesla, Ford, Waymo, Volkswagen и BMW, работают над новой волной путешествий, которая позволит нам расслабиться, расслабиться и наслаждаться поездкой.Компании, занимающиеся райдшерингом, Uber и Lyft также разрабатывают автономные райдшеринговые автомобили, для управления которыми не требуются люди.


Здравоохранение

Роботы добились огромных успехов в сфере здравоохранения. Эти механические чудеса используются практически во всех аспектах здравоохранения, от хирургических операций с помощью роботов до ботов, которые помогают людям оправиться от травм при физиотерапии. Примерами роботов, работающих в сфере здравоохранения, являются медицинские работники Toyota, которые помогают людям вернуть способность ходить, и TUG, робот, предназначенный для автономных прогулок по больнице и доставки всего, от лекарств до чистого постельного белья.

Недавно фармацевтические компании использовали роботов, чтобы ускорить борьбу с COVID-19. Эти боты теперь используются для заполнения и запечатывания тампонов для тестирования COVID-19, а также используются некоторыми производителями для производства СИЗ и респираторов.

Как работают роботы Том Харрис


Фото любезно предоставлено НАСА
Как и вы, робонавт НАСА имеет подвижное тело, мозг, система питания и сенсорная система.

На самом базовом уровне люди состоят из пяти основных компонентов:

  • Конструкция кузова
  • Мышечная система для перемещения структуры тела
  • Сенсорная система, которая получает информацию о теле и окружающая среда
  • Источник питания для активации мышц и датчиков
  • Мозговая система, которая обрабатывает сенсорную информацию и сообщает мышцы что делать

Конечно, у нас есть нематериальные атрибуты, такие как интеллект и мораль, но на чисто физическом уровне список выше об этом.

Робот состоит из тех же компонентов. Типичный робот имеет подвижная физическая конструкция, какой-то двигатель, сенсорная система, источник питания и компьютерный «мозг», который управляет всем этим элементы. По сути, роботы — это рукотворные версии животной жизни. это машины, которые копируют поведение человека и животных.

В самом широком смысле робот определяется как все, что люди узнают как робота.Большинство робототехников (людей, которые строят роботов) используйте более точное определение. Они указывают, что у роботов есть перепрограммируемый мозг (компьютер), который перемещает тело.

Согласно этому определению, роботы отличаются от других подвижных машин, например, автомобили, из-за их компьютерного элемента. У многих новых машин есть бортовой компьютер, но он нужен только для небольших настроек. Ты управлять большинством элементов в автомобиле напрямую с помощью различных механических устройств.Роботы отличаются от обычных компьютеров своим физическим природа — к нормальным компьютерам не прикреплено физическое тело.

Компьютер робота контролирует все, что подключено к цепи. К переместите робота, компьютер включит все необходимые моторы и клапаны. Большинство роботов перепрограммируемо — для изменения робота поведения, вы просто пишете новую программу на его компьютер.

@


Фото любезно предоставлено НАСА JPL
Лестница для подъема Урби НАСА

Не у всех роботов есть сенсорные системы, и лишь немногие способны видеть, слышать, обонять или пробовать.Наиболее распространенное чувство робота — это чувство движение — способность робота отслеживать собственное движение. Стандарт В конструкции используются шлицевые колеса, прикрепленные к суставам робота. Светодиод на одном сторона колеса пропускает луч света через прорези к свету датчик на другой стороне колеса. Когда робот перемещает конкретный шарнир, шлицевое колесо вращается. Прорези прерывают световой луч, поскольку колесо вращается.Датчик освещенности считывает образец мигающего света и передает данные на компьютер. Компьютер может сказать точно насколько сильно шарнир повернулся в соответствии с этим шаблоном. Это тоже самое базовая система, используемая в компьютерных мышах.

Это основные болты и гайки робототехники. Робототехники могут комбинируйте эти элементы бесконечным количеством способов для создания роботов неограниченная сложность. В следующем разделе мы рассмотрим один из самых популярные конструкции, роботизированная рука.

Роботизированный Рука
Термин робот происходит от чешского слова robota , обычно переводится как «принудительный труд». Это описывает большинство роботы неплохо. Большинство роботов в мире предназначены для тяжелых, серийные производственные работы. Они справляются с трудными задачами, опасны или скучны для людей.

@


Роботизированные руки являются неотъемлемой частью автомобиля изготовление.

Самым распространенным производственным роботом является роботизированная рука . А Типичная роботизированная рука состоит из семи металлических сегментов, соединенных шестью суставы. Компьютер управляет роботом, вращая индивидуальный шаг двигатели , подключенные к каждому шарниру (в некоторых более крупных рычагах используется гидравлика или пневматика). В отличие от обычных двигателей, шаговые двигатели движутся точно приращения (узнайте, как это сделать, в Anaheim Automation).Это позволяет компьютер, чтобы двигать руку очень точно, повторяя то же самое движение снова и снова. Робот использует датчики движения, чтобы он перемещается только на нужную величину.

Промышленный робот с шестью суставами очень напоминает человеческую руку. у него есть эквивалент плеча, локтя и запястья. Обычно плечо крепится к стационарной базовой конструкции, а не к подвижное тело.Этот тип робота имеет шесть степеней свободы , Это означает, что он может поворачиваться шестью разными способами. Человеческая рука, для сравнения, имеет семь степеней свободы.

Работа вашей руки — двигать рукой с места на место. Сходным образом, Работа робота-манипулятора — перемещать концевой эффектор с места на место. Вы можете оснастить роботизированные руки всевозможными концевыми эффекторами, которые подходят для конкретного приложения.Один из распространенных конечных эффекторов — это упрощенная версия руки, которая может хватать и переносить разные объекты. Роботизированные руки часто имеют встроенные датчики давления , которые сообщить компьютеру, насколько сильно робот держит конкретный объект. Это предохраняет робота от падения или поломки всего, что он несет. К другим концевым эффекторам относятся паяльные лампы, дрели и окрасочные машины.

Промышленные роботы предназначены для того, чтобы делать то же самое в контролируемая среда, снова и снова.Например, робот может закрутите крышки на банки с арахисовым маслом, идущие с конвейера. К научить робота делать свою работу, программист проводит руку через движения с помощью портативного контроллера. Робот хранит точные последовательность движений в своей памяти, и делает это снова и снова каждый время, когда с конвейера сходит новый агрегат.

Большинство промышленных роботов работают на сборочных линиях автомобилей, устанавливая автомобили. все вместе.Роботы могут выполнять большую часть этой работы более эффективно, чем человек. существа, потому что они такие точные. Они всегда сверлят точно в одном и том же месте, и они всегда затягивают болты с одинаковым усилием, независимо от того, сколько часов они работали. Роботы-производители также очень важен в компьютерной индустрии. Это занимает невероятно точная рука, чтобы собрать крошечный микрочип.

Мобильные роботы
Роботизированные руки относительно легко построить и запрограммировать, потому что они работать в замкнутом пространстве.Когда вы отправляете, все становится немного сложнее робот вышел в мир.

@


Фото любезно предоставлено NASA
FIDO НАСА Ровер предназначен для исследования Марса.

Первое препятствие — дать роботу работающую систему передвижения. Если роботу нужно будет двигаться только по ровной поверхности, колеса или гусеницы лучший вариант.Колеса и гусеницы также могут работать на пересеченной местности. если они достаточно большие. Но конструкторы роботов часто смотрят на ног вместо этого, потому что они более адаптируемы. Создание роботов на ногах также помогает исследователям понять естественное движение — это полезный упражнения в биологических исследованиях.

@

Обычно гидравлические или пневматические поршни перемещают ноги робота назад и вперед.Поршни прикрепляются к разным сегментам ног, как мышцы. прикрепить к разным костям. Это настоящая уловка — получить все эти поршни работать вместе правильно. В детстве ваш мозг должен был понять правильная комбинация мышечных сокращений, чтобы ходить прямо не падая. Точно так же конструктор роботов должен выяснить правильное сочетание движений поршня при ходьбе и программе эту информацию в компьютер робота.Многие мобильные роботы имеют встроенная балансировочная система (например, набор гироскопов) который сообщает компьютеру, когда ему нужно исправить свои движения.

@


Фотография любезно предоставлена ​​NASA
Frogbot НАСА использует пружины, рычаги и моторы, чтобы прыгать с места на место.

Двуногие движения (ходьба на двух ногах) по своей природе нестабильны, что очень затрудняет реализацию в robots.Чтобы создать больше стабильные ходунки-роботы, дизайнеры обычно обращаются к животному миру, особенно насекомых. Шестиногие насекомые обладают исключительно хорошими баланс, и они хорошо адаптируются к широкому разнообразию местности.

Некоторыми мобильными роботами управляют дистанционно — им говорит человек что делать и когда это делать. Пульт дистанционного управления может связываться с робота через подключенный провод или с помощью радио- или инфракрасных сигналов.Удаленные роботы, часто называемые кукольными роботами , полезны для исследование опасных или труднодоступных мест, таких как глубокое море или внутри вулкана. Некоторые роботы только частично контролируются дистанционный пульт. Например, оператор может направить робота к определенное место, но не направляйте его туда — робот сам найдет свое способ.

@

Для чего это нужно?
Мобильные роботы заменяют людей в ряде способами.Некоторые исследуют другие планеты или негостеприимные районы на Земле, сбор геологических проб. Другие ищут мины на бывших полях сражений. Полиция иногда использует мобильных роботов искать бомбу или даже задержать подозреваемого.

@


Фото любезно предоставлено НАСА JPL
Урби может исследовать районы, опасные для человека.

Мобильные роботы также работают в домах и предприятия. Больницы могут использовать роботов для транспортировки лекарств. Некоторые музеи используют роботов для патрулирования своих галерей в ночное время. мониторинг качества воздуха и уровня влажности. Несколько компаний разработали роботов, которые будут пылесосить ваш дом, пока вы спать.

Автономный Мобильность
Автономные роботы могут действовать самостоятельно, независимо от контроллер.Основная идея состоит в том, чтобы запрограммировать робота, чтобы он реагировал на определенное путь к внешним раздражителям. Очень простой подвижный робот — это хорошая иллюстрация того, как это работает.

Роботы этого типа имеют датчик на бампере для обнаружения препятствий. Когда ты Включите робота, он движется по прямой. Когда это наконец сталкивается с препятствием, при ударе срабатывает датчик на бампере. Робот программирование говорит ему отступить, повернуть направо и двигаться вперед опять же в ответ на каждую шишку.Таким образом робот меняет направление каждый раз, когда он встречает препятствие.

@


Фото любезно предоставлено NASA
Автономный Urbie предназначен для различных городских операций, в том числе военных разведка
и спасательные операции.

Продвинутые роботы используют более сложные версии той же идеи.Робототехники создают новые программы и сенсорные системы для создания роботов. умнее и проницательнее. Сегодня роботы могут эффективно перемещаться по разнообразие сред.

Более простые мобильные роботы используют инфракрасные или ультразвуковые датчики, чтобы видеть препятствия. Эти датчики работают так же, как и эхолокация животных: робот издает звуковой сигнал или луч инфракрасного света и обнаруживает отражение сигнала.Робот определяет расстояние до препятствий в зависимости от того, сколько времени требуется сигналу, чтобы прийти в норму.

@


Вид Урби
Более продвинутые роботы используют стереозрение , чтобы видеть окружающий мир их. Две камеры дают этим роботам восприятие глубины, и программное обеспечение для распознавания изображений дает им возможность находить и классифицировать различные предметы.Роботы также могут использовать микрофоны и датчики запаха, чтобы анализировать окружающий мир.

Некоторые автономные роботы могут работать только в знакомом, ограниченном окружающая обстановка. Роботы-газонокосилки, например, зависят от заглубленной границы. маркеры, чтобы определить пределы своего двора. Робот-уборщик офиса может потребоваться карта здания, чтобы перемещаться от точки к точка.

Более продвинутые роботы могут анализировать и адаптировать к незнакомым окружающей среде, даже в районах с пересеченной местностью.Эти роботы могут связывать определенные модели местности с определенными действиями. Робот-вездеход, например, может построить карту земли перед ним на основе его визуальные датчики. Если на карте виден очень ухабистый рельеф, робот знает, что нужно путешествовать другим путем. Такая система очень полезна для исследовательских роботов, которые работают на других планетах (см. JPL Робототехника, чтобы узнать больше).

Альтернативный дизайн робота использует менее структурированный подход — случайность .Когда этот тип роботов застревает, он каждый раз перемещает свои придатки. способ пока что-то не работает. Датчики силы очень тесно взаимодействуют с исполнительные механизмы, а не компьютер, управляющий всем на основе программа. Это что-то вроде муравья, пытающегося преодолеть препятствие — он, кажется, не принимает решения, когда ему нужно преодолеть препятствие, он просто пытается что-то делать, пока не преодолеет его.

@

Будущее: AI
Искусственный интеллект (AI), пожалуй, самая захватывающая область в робототехнике.Это, безусловно, самый противоречивый момент: все согласны что робот может работать на сборочной линии, но нет единого мнения по может ли робот когда-нибудь быть умным.

Как и сам термин «робот», искусственный интеллект сложно определять. Ultimate AI будет воссозданием человеческой мысли процесс — это рукотворная машина с нашими интеллектуальными способностями. Этот будет включать способность узнавать что угодно, способность разум, способность использовать язык и способность формулировать оригинальные идеи.Робототехники и близко не достигли такого уровня искусственный интеллект, но они добились большого прогресса в более ограниченный AI. Сегодняшние машины искусственного интеллекта могут воспроизводить некоторые специфические элементы интеллектуальных способностей.

Компьютеры уже могут решать задачи в ограниченных областях. В основная идея решения проблем ИИ очень проста, хотя ее выполнение сложный. Во-первых, робот или компьютер с ИИ собирает факты о ситуацию с помощью датчиков или человека.Компьютер сравнивает это информацию к сохраненным данным и решает, что эта информация означает. Компьютер выполняет различные возможные действия и предсказывает, какие действие будет наиболее успешным на основе собранной информации. Из Конечно, компьютер может решать только те проблемы, которые он запрограммирован решать — у него нет обобщенных аналитических способностей. Шахматные компьютеры один из примеров такой машины.

Некоторые современные роботы также могут выучить за ограниченное время. вместимость. Обучающиеся роботы распознают, если определенное действие (движение ногами определенным образом, например) достигли желаемого результата (перемещаясь по препятствие). Робот сохраняет эту информацию и пытается успешно действие в следующий раз, когда он столкнется с той же ситуацией. Опять же, современный компьютеры могут делать это только в очень ограниченных ситуациях.Они не могут поглотить любая информация, как человек может. Некоторые роботы могут учиться имитируя человеческие действия. В Японии робототехники научили робота танцевать, демонстрируя сами движения.

Некоторые роботы могут социально взаимодействовать . Кисмет, робот в M.I.T’s Лаборатория искусственного интеллекта, распознает язык тела человека и интонация голоса и отвечает соответствующим образом. Создатели Kismet интересно, как взаимодействуют люди и младенцы, основываясь только на тоне речь и визуальный сигнал.Это низкоуровневое взаимодействие могло быть фундамент системы обучения, подобной человеку.

Кисмет и другие гуманоидные роботы в Массачусетском технологическом институте. AI Lab работают с использованием нетрадиционная структура управления. Вместо того, чтобы направлять каждое действие используя центральный компьютер, роботы управляют действиями нижнего уровня с помощью компьютеры нижнего уровня. Директор программы Родни Брукс считает, что это более точная модель человеческого интеллекта.Мы делаем большинство вещей автоматически; мы не решаем делать их на высшем уровне сознание.

@

Настоящая задача ИИ — понять, как естественный интеллект работает. Разработка искусственного интеллекта — это не создание искусственного сердца — у ученых нет простой конкретной модели, на которой можно было бы работать. Мы знаем что мозг содержит миллиарды и миллиарды нейронов, и что мы думать и учиться, устанавливая электрические связи между разными нейроны.Но мы не знаем точно, как складываются все эти связи. к более высоким рассуждениям или даже операциям низкого уровня. Сложная схемотехника кажется непонятным.

По этой причине исследования ИИ носят в основном теоретический характер. Ученые выдвигают гипотезы о том, как и почему мы учимся и думаем, и экспериментируют с свои идеи с использованием роботов. Брукс и его команда сосредоточились на роботах-гуманоидах потому что они чувствуют, что способность воспринимать мир как человек необходим для развития интеллекта, подобного человеческому.Это также делает это людям легче взаимодействовать с роботами, что потенциально делает роботу легче учиться.

Так же, как физическая конструкция роботов — удобный инструмент для понимания анатомии животных и человека, исследования искусственного интеллекта полезны для понимания того, как естественный интеллект работает. Для некоторых робототехников это понимание является конечная цель создания роботов. Другие представляют себе мир, в котором мы живем бок о бок с интеллектуальными машинами и использование множества меньших роботы для ручного труда, здравоохранения и связи.Номер Эксперты по робототехнике предсказывают, что эволюция роботов в конечном итоге повернет нас в киборгов — людей, интегрированных с машинами. Возможно, люди в будущее может погрузить их разум в крепкого робота и жить ради тысячи лет!

В любом случае роботы, безусловно, будут играть большую роль в нашей повседневной живет в будущем. В ближайшие десятилетия роботы будут постепенно перемещаться из промышленного и научного мира в повседневную жизнь, в так же, как компьютеры распространились в домах в 1980-х годах.

Лучший способ понять роботов — это взглянуть на конкретные конструкции. В ссылки на следующей странице покажут вам различные проекты роботов вокруг мир.

(Ссылка из HowStuffWorks: Как Роботы работают)

Что такое роботы и как они работают?

Робот — это тип автоматизированной машины, которая может выполнять определенные задачи с минимальным вмешательством человека или без него, а также со скоростью и точностью.Область робототехники, которая занимается проектированием, проектированием и эксплуатацией роботов, за последние 50 лет значительно продвинулась вперед.

IDC определяет робототехнику как один из шести ускорителей инноваций, способствующих цифровой трансформации. К другим относятся 3D-печать, когнитивные вычисления, безопасность нового поколения и виртуальная реальность или дополненная реальность.

Что умеют роботы?

По сути, существует столько разных типов роботов, сколько задач, которые они должны выполнять.rРоботы могут выполнять одни задачи лучше, чем люди, но другие лучше оставить людям, а не машинам.

Роботы умеют лучше людей:

  • Автоматизируйте ручные или повторяющиеся действия в корпоративных или промышленных условиях.
  • Работайте в непредсказуемых или опасных условиях, чтобы обнаруживать опасности, такие как утечки газа.
  • Обработка и предоставление отчетов для корпоративной безопасности.
  • Заполните рецепты на лекарства и приготовьте внутривенные инъекции.
  • Доставляйте онлайн-заказы, обслуживание номеров и даже пакеты с едой во время чрезвычайных ситуаций.
  • Ассистент во время операций.
  • Роботы также могут создавать музыку, следить за береговой линией на предмет опасных хищников, помогать в поиске и спасении и даже помогать в приготовлении пищи.

Несмотря на растущее повсеместное распространение, использование роботов имеет несколько недостатков.

Могут, например:

  • оперируют, но не успокаивают напуганных пациентов;
  • распознает незаметные шаги в закрытом помещении, но не принимает меры против взломщиков ворот;
  • проведут занятия для пожилых людей, но не избавят их от одиночества;
  • помогать медицинским работникам с диагнозами, но не сочувствовать пациентам; и
  • учатся на данных, но неправильно реагируют на непредвиденные ситуации.

Усложняющиеся возможности роботов в конечном итоге устранят некоторые человеческие задачи, но не все. Современные технологии робототехники могут автоматизировать только 25% задач в непредсказуемых, зависящих от человека областях, таких как строительство и уход. Но роботы зависят от человеческого программирования — и они (вероятно) всегда будут.

Виды роботов

Есть столько разных типов роботов, сколько и задач.

1. Андроиды

Андроиды — это роботы, похожие на людей.Часто они подвижны, передвигаются на колесах или гусеничном ходу. По данным Американского общества инженеров-механиков, эти гуманоидные роботы используются в таких областях, как уход и личная помощь, поиск и спасение, освоение космоса и исследования, развлечения и образование, связи с общественностью и здравоохранение, а также производство. По мере роста числа вариантов использования и приложений рынок Android к 2026 году достигнет 13 миллиардов долларов.

2. Телечир

Телечир — это сложный робот, которым дистанционно управляет человек-оператор для системы телеприсутствия.Это дает этому человеку ощущение того, что он находится в отдаленной, опасной или чужой среде, и позволяет им взаимодействовать с ним, поскольку телечир постоянно обеспечивает сенсорную обратную связь.

3. Робот дистанционного присутствия

Робот телеприсутствия имитирует опыт — и некоторые возможности — физического присутствия в определенном месте. Он сочетает в себе удаленный мониторинг и управление с помощью телеметрии, передаваемой по радио, проводам или оптоволокну, и обеспечивает удаленные бизнес-консультации, здравоохранение, домашний мониторинг, уход за детьми и многое другое.

Роботизированная хирургическая система da Vinci позволяет хирургам управлять миниатюрными хирургическими инструментами, установленными на роботизированных манипуляторах, с помощью другой руки, имеющей увеличенную 3D-камеру. Камера обеспечивает врачам обзор участка, когда они манипулируют инструментами с помощью пальцевого главного управления.
4. Промышленный робот

IFR (Международная федерация робототехники) определяет промышленный робот как «автоматически управляемый, перепрограммируемый многоцелевой манипулятор, программируемый по трем или более осям.«Пользователи также могут адаптировать этих роботов к различным приложениям. Объединение этих роботов с ИИ помогло предприятиям вывести их за рамки простой автоматизации и перейти к более высокоуровневым и более сложным задачам.

По данным IFR, в 2019 году по всему миру было установлено более 3

промышленных роботов, при этом лидирующие позиции занимают Китай, Япония и США.

В промышленных условиях такие роботы могут:

  • оптимизировать производительность процесса;
  • автоматизировать производство для повышения производительности и эффективности;
  • ускорить разработку продукта;
  • повысить безопасность; и
  • меньше затрат.
5. Роевой робот

Роботы Swarm (также известные как роботы-насекомые) работают в составе флотов от нескольких до тысяч, и все они находятся под контролем одного контроллера. Эти роботы аналогичны колониям насекомых, поскольку индивидуально демонстрируют простое поведение, но демонстрируют более сложное поведение со способностью выполнять сложные задачи в целом.

6. Умный робот

Это самый продвинутый вид роботов.Умный робот имеет встроенную систему искусственного интеллекта, которая учится на своей среде и опыте, чтобы накапливать знания и расширять возможности для постоянного улучшения. Умный робот может сотрудничать с людьми и помогать решать проблемы в следующих областях:

  • нехватка сельскохозяйственных рабочих рук;
  • пищевых отходов;
  • изучение морских экосистем;
  • организация продукции на складах; и
  • расчистка от завалов зон бедствий.
Baxter, умный робот от Rethink Robotics, оснащен датчиками, которые позволяют ему

Общие характеристики роботов

Не все роботы похожи на HAL 9000 из 2001: A Space Odyssey или BigDog — внедорожный четвероногий робот со сложными датчиками, гироскопами и гидравлическими приводами — от Boston Dynamics.Некоторые из них имеют человеческие черты (андроиды), а другие — все механические конечности (PackBot). Третьи выглядят как брелки (тамагочи) или летающие игрушки (Roomba).

Тем не менее, все роботы имеют некоторые общие характеристики, например:

  • механическое строительство
  • электрические компоненты
  • компьютерное программирование

По мере развития ИИ и программного обеспечения роботы станут умнее, эффективнее и будут решать более сложные задачи.

Роботизированная автоматизация процессов и интеллектуальная автоматизация процессов

Технология роботизированной автоматизации процессов (RPA) включает в себя проектирование, развертывание и использование программных роботов для выполнения следующих задач:

  • автоматизировать бизнес-процессы на основе правил;
  • оптимизировать работу предприятия;
  • экономия человеческих усилий; и
  • меньше затрат.
Несколько задач, которые можно автоматизировать с помощью робототехники.

RPA автоматизирует повторяющиеся задачи, чтобы человеческий персонал мог сосредоточиться на более ценной работе. Сценарии использования могут быть простыми (автоматические ответы по электронной почте) или сложными (автоматизация тысяч заданий).

RPA — это ступенька к более продвинутой интеллектуальной автоматизации процессов (IPA). IPA добавляет возможности принятия решений, инструменты искусственного интеллекта и когнитивные технологии, такие как обработка естественного языка и машинное обучение.

RPA ведет к более совершенным интеллектуальным системам автоматизации процессов.

Роботы и робототехника: краткая история

Пьеса 1921 г., р.U.R. , что означает универсальные роботы Россум, чешский писатель Карел Чапек впервые ввел слово «робот». Эти роботы были искусственными людьми, а не машинами, и могли думать самостоятельно, поэтому они чем-то похожи на современных андроидов. Айзек Азимов сказал, что Чапек ввел слово «робот» во все языки, на которых написана научная фантастика. Азимов представил слово «робототехника» и свои знаменитые «Три закона робототехники» в своем рассказе «Обход».

Первые роботы, хотя в то время их так не называли, на самом деле появились за несколько веков до ревущих двадцатых.В 1478 году Леонардо да Винчи сконструировал самоходный автомобиль, который до сих пор считается важным для робототехники. Хотя эта автономная система не прошла мимо чертежной доски, в 2004 году группа итальянских ученых воспроизвела ее конструкцию в виде цифровой модели, доказав, что она работает.

Новаторские работы Азимова и да Винчи заложили основу для последующих разработок. В 1950 году английский ученый-компьютерщик Алан Тьюринг разработал тест Тьюринга, который первоначально назывался «Имитационная игра», и заложил основу для дальнейших исследований в области искусственного интеллекта и робототехники.

Тест Тьюринга, разработанный Аланом Тьюрингом, представляет собой метод исследования, позволяющий определить, может ли устройство ИИ (компьютер, робот и т. Д.) Думать как человек.

Стэнли Кубрик « 2001: Космическая одиссея » представляет одного из первых в мире роботов с искусственным интеллектом, HAL 9000 . HAL может распознавать речь, понимать естественный язык и даже выигрывать шахматные партии. Теперь, когда HAL входит в Зал славы Университета Карнеги-Меллона, он по-прежнему вдохновляет ученых на поиск способов дублирования своих возможностей, которые предполагались в 1960-х годах.

В 1950-х годах Джордж К. Девол изобрел перепрограммируемый манипулятор — Unimate. Инженер Джозеф Энглебергер приобрел патент на робота Девола и преобразовал его конструкцию в первого в мире промышленного робота . В конце концов он получил звание «Отец робототехники».

В 1966 году Массачусетский технологический институт разработал одного из первых ботов на основе искусственного интеллекта, ELIZA, в то время как SRI International позже разработала Shakey, самоуправляемого робота для специализированных промышленных приложений. К началу 70-х ученые успешно интегрировали ботов в медицину с MYCIN, чтобы помочь идентифицировать бактерии, и компьютерный диагностический инструмент INTERNIST-1.В 80-х годах прошлого века была разработана робототехника ALVINN, которая используется в современных беспилотных автомобилях.

К 1990-м годам боты, ориентированные на потребителя, появились в виде компьютерных игр, таких как Tamagotchi. После 2000 года интерес к роботам и робототехнике резко вырос с выпуском SmarterChild, запрограммированного бота в AOL Instant Messenger, который теперь считается предшественником искусственного интеллекта Siri от Apple.

В начале 2000-х годов были изобретены PackBot, военный робот, и Stanley, автомобильный бот , .Примечательно, что PackBot сыграл важную роль в ликвидации последствий терактов 11 сентября, так как службы быстрого реагирования отправили робота в завалы для поиска жертв и оценки структурной целостности обломков. PackBot отправил обратно фотографии из труднодоступных мест, помогая в спасательных операциях.

Stan — робот, который автономно перемещает транспортные средства в целях логистики.

PackBot вдохновил новую эру робототехники, ускорив разработку более совершенных автономных машин, которые теперь помогают в следующих областях:

  • управление стихийными бедствиями
  • правоохранительные органы
  • прогнозы погоды
  • бытовая гигиена
  • военная разведка

Позже бытовые роботы, такие как Roomba, и роботы на основе искусственного интеллекта, такие как Siri и Alexa, проложили путь роботам в повседневной жизни людей, расширяя их потенциал.

Современные роботы могут выполнять ряд сложных задач, которые даже полвека назад сочли бы научной фантастикой. Умные, интеллектуальные роботы теперь сотрудничают с людьми и помогают решать проблемы, которые в прошлом казались неразрешимыми.

См. Также: нанотехнологии, сверхъестественная долина, робот телеприсутствия и робототехника

Полная история и будущее роботов

Современные роботы мало чем отличаются от малышей: забавно наблюдать, как они падают, но в глубине души мы знаем, что если мы будем слишком сильно смеяться, у них может развиться комплекс и вырасти, чтобы начать Третью мировую войну. .Ни одно из творений человечества не вызывает такого запутанного смешения трепета, восхищения и страха: мы хотим, чтобы роботы делали нашу жизнь проще и безопаснее, но мы не можем заставить себя доверять им. Мы создаем их по нашему собственному образу, но мы боимся, что они нас вытеснят.

Но этот трепет не является препятствием для бурно развивающейся области робототехники. Роботы, наконец, стали достаточно умными и физически способными, чтобы покидать фабрики и лаборатории, ходить, кататься и даже прыгать среди нас.Машины прибыли.

Вы можете беспокоиться, что робот украдет вашу работу, и мы это понимаем. В конце концов, это капитализм, а автоматизация неизбежна. Но у вас может быть больше шансов работать вместе с роботом в ближайшем будущем, чем заменить вас одним. И даже лучшая новость: у вас больше шансов подружиться с роботом, чем однажды убить вас. Ура на будущее!

История роботов

Определение «робот» сбивало с толку с самого начала.Слово впервые появилось в 1921 году в пьесе Карела Чапека « R.U.R. , или универсальные роботы Россум. «Робот» происходит от чешского «принудительный труд». Однако эти роботы были скорее роботами по духу, чем по форме. Они были похожи на людей, и были сделаны не из металла, а из химического теста. Роботы были намного более эффективными, чем их человеческие собратья, и к тому же были гораздо более убийственными — в конечном итоге они устроили череду убийств.

R.U.R. установит образ машины, которой нельзя доверять (например,g., Terminator , The Stepford Wives , Blade Runner и т. д.), которая продолжается и по сей день, что не означает, что поп-культура не приняла более дружелюбных роботов. Вспомните Рози из The Jetsons . (Орнери, конечно, но уж точно не убийца.) И он не намного дружелюбнее, чем Робин Уильямс в роли Bicentennial Man .

Реальное определение «робота» столь же скользкое, как и эти вымышленные изображения. Спросите 10 робототехников, и вы получите 10 ответов — например, насколько автономным он должен быть.Но они согласны с некоторыми общими принципами: робот — это разумная, физически воплощенная машина. Робот может до некоторой степени выполнять задачи автономно. А робот может ощущать окружающую среду и управлять ею.

Представьте себе простой дрон, которым вы управляете. Это не робот. Но дайте дрону возможность взлетать и приземляться самостоятельно и ощущать объекты, и вдруг он станет намного более роботизированным. Ключ в этом — интеллект, чутье и автономия.

Но только в 1960-х компания создала что-то, что начало соответствовать этим принципам.Именно тогда SRI International в Кремниевой долине разработала Shakey, первого по-настоящему мобильного и восприимчивого робота. Эта башня на колесах получила удачное название — неуклюжая, медленная, нервная. Оборудованный камерой и датчиками ударов, Shakey мог ориентироваться в сложной среде. Машина выглядела не особенно уверенно, но это было начало робототехнической революции.

Примерно в то время, когда Шейки дрожал, руки роботов начали преобразовывать производство. Первым среди них стал Unimate, который занимался сваркой кузовов автомобилей.Сегодня его потомки управляют автомобильными заводами, выполняя утомительные и опасные задачи с гораздо большей точностью и скоростью, чем мог бы сделать любой человек. Несмотря на то, что они застряли на месте, они по-прежнему очень соответствуют нашему определению робота — это умные машины, которые чувствуют окружающую среду и манипулируют ею.

Роботы, однако, оставались в основном ограниченными фабриками и лабораториями, где они либо катались, либо застревали на месте, поднимая предметы. Затем, в середине 1980-х годов, Хонда запустила программу по робототехнике гуманоидов.Он разработал P3, который мог чертовски хорошо ходить, а также махать и пожимать руки, к большому удовольствию от комнаты, полной костюмов. Кульминацией работы должен был стать знаменитый двуногий Азимо, который однажды попытался убить президента Обаму с помощью футбольного мяча с удачным ударом ногой. (Хорошо, возможно, это было более невинно.)

Сегодня продвинутые роботы появляются повсюду . В частности, за это можно поблагодарить три технологии: датчики, исполнительные механизмы и искусственный интеллект.

Итак, датчики. Машины, которые катятся по тротуарам для доставки фалафеля, могут перемещаться по нашему миру только во многом благодаря Darpa Grand Challenge 2004 года, в котором команды робототехников собирали вместе беспилотные автомобили, чтобы мчаться по пустыне.Их секрет? Лидар, стреляющий лазерами для построения трехмерной карты мира. Последовавшая гонка частного сектора за разработку беспилотных автомобилей резко снизила цены на лидары до такой степени, что инженеры могут создавать роботов для восприятия по (относительно) дешевым ценам.

Лидар часто сочетается с так называемым машинным зрением — двумерными или трехмерными камерами, которые позволяют роботу создавать еще более четкую картину своего мира. Вы знаете, как Facebook автоматически распознает вашу кружку и отмечает вас на фотографиях? Тот же принцип с роботами.Необычные алгоритмы позволяют им выделять определенные ориентиры или объекты.

Датчики — это то, что не дает роботам врезаться в предметы. Вот почему своего рода робот-мул может следить за вами, преследовать вас и таскать ваши вещи; Машинное зрение также позволяет роботам сканировать вишневые деревья, чтобы определить, где их лучше всего встряхнуть, помогая заполнить огромные пробелы в рабочей силе в сельском хозяйстве.

Роботы не забирают нашу работу — они становятся нашими боссами

На этапах конференций и во время предвыборных митингов руководители технических служб и политики предупреждают о надвигающемся кризисе автоматизации — кризисе, когда рабочих постепенно, а затем сразу заменяют интеллектуальными машинами.Но их предупреждения скрывают тот факт, что кризис автоматизации уже наступил. Роботы здесь, они работают в управлении, и они затапливают рабочих в землю.

Роботы следят за горничными в отеле, сообщая им, какую комнату нужно убрать, и отслеживая, как быстро они это делают. Они управляют разработчиками программного обеспечения, отслеживают их клики и прокрутки и удерживают зарплату, если они работают слишком медленно. Они слушают сотрудников колл-центра, говорят им, что и как говорить, и постоянно заставляют их быть максимально занятыми.В то время как мы постоянно наблюдали за беспилотными грузовиками, через пять лет прибыли роботы в виде начальника, мастера и менеджера среднего звена.

Эти автоматизированные системы могут обнаруживать неэффективность, которую никогда не обнаружил бы менеджер-человек — мгновенный простой между звонками, привычка задерживаться у кофемашины после завершения задачи, новый маршрут, который, если все пойдет идеально, может доставить еще несколько пакетов в день. Но для рабочих то, что выглядело как неэффективность алгоритма, было их последним резервом передышки и автономии, и по мере того, как эти небольшие перерывы и незначительные свободы оптимизируются, их работа становится все более напряженной, напряженной и опасной.За последние несколько месяцев я поговорил с более чем 20 сотрудниками в шести странах. Многие из них больше всего опасаются не того, что роботы могут прийти на работу: роботы уже стали их боссами.

В некоторых секторах риски автоматизированного управления более очевидны, чем в Amazon. Программное обеспечение управляет почти всеми аспектами управления складами компании: от того, когда люди работают, до того, как быстро они работают, и до случаев, когда их увольняют за отставание.У каждого рабочего есть «ставка», определенное количество предметов, которые они должны обработать в час, и если они не соблюдают ее, они могут быть автоматически уволены.

«Это все равно что выйти из дома и просто бежать, не останавливаясь ни на что в течение 10 часов подряд, просто бежать».

Когда Джейк * начал работать на складе во Флориде, он был удивлен тем, как мало там было супервайзеров: всего двое или трое управляли персоналом из более чем 300 человек. «Управление было полностью автоматизировано, — сказал он. Один начальник ходил по этажу с ноутбуком в руке и просил рабочих ускориться, когда их ставка упала.(Amazon заявила, что ее система уведомляет менеджеров, чтобы они говорили с работниками об их работе, и что все окончательные решения по кадровым вопросам, включая увольнения, принимаются руководителями.)

Джейк, который попросил использовать псевдоним из-за страха возмездия, был «опекуном». Его работа заключалась в том, чтобы снять предмет с конвейерной ленты, нажать кнопку, поместить предмет в любой отсек, который велит ему монитор, нажать другую кнопку и повторить. Он сравнил это с выполнением скручивающего выпада каждые 10 секунд без остановки, хотя его поощряла двигаться еще быстрее благодаря гигантской таблице лидеров, изображающей мультяшного бегущего человека, которая показывала показатели 10 самых быстрых рабочих в режиме реального времени.Менеджер иногда продолжал болтать спортивного диктора по внутренней связи: «На третьем месте в первой половине у нас есть Боб со скоростью 697 единиц в час», — вспоминал Джейк. Лучшие исполнители получили валюту Amazon, которую они могли обменять на Amazon Echos и корпоративные футболки. Неэффективные были уволены.

«Ты не остановишься», — сказал Джейк. «Вы буквально не останавливаетесь. Это все равно, что выйти из дома и просто бежать, не останавливаясь ни на что в течение 10 часов подряд, просто бежать ».

Через несколько месяцев он почувствовал жжение в спине.Наблюдатель иногда говорил ему больше сгибать колени при подъеме. Когда Джейк сделал это, его рейтинг упал, и другой начальник посоветовал ему ускориться. «Ты наверное шутишь. Идти быстрее?» он вспомнил слова. «Если я пойду быстрее, у меня случится сердечный приступ, и я упаду на пол». Наконец, его спина полностью прогнулась. Ему поставили диагноз: два поврежденных диска, и он стал инвалидом. По его словам, этот показатель был «на 100 процентов» ответственным за его травму.

Каждый работник Amazon, с которым я разговаривал, говорил, что именно автоматически устанавливаемый темп работы, а не физическая сложность самой работы, делает работу такой изнурительной.Любой провал в системе постоянно оптимизируется, а вместе с ним и любая возможность отдохнуть или восстановиться. Рабочий с Западного побережья рассказал мне о новом устройстве, которое проливает свет на предмет, который он должен выбрать, что позволяет Amazon еще больше ускорить темпы и избавиться от того, что работник назвал «микро-остатками», украденными в тот момент, когда это потребовалось. искать следующий предмет на полке.

Люди не могут выдержать такой уровень напряженной работы, не сломавшись. В прошлом году ProPublica , BuzzFeed и другие опубликовали исследования о врезании водителей службы доставки Amazon в транспортные средства и пешеходов, когда они пытались завершить свои сложные маршруты, которые генерируются алгоритмически и отслеживаются через приложение на телефонах водителей.В ноябре агентство Reveal проанализировало документы с 23 складов Amazon и обнаружило, что почти 10 процентов штатных сотрудников получили серьезные травмы в 2018 году, что более чем в два раза превышает средний показатель по стране для аналогичной работы. Несколько сотрудников Amazon говорили мне, что повторяющиеся стрессовые травмы являются эпидемией, но о них редко сообщают. (Представитель Amazon сказал, что компания серьезно относится к безопасности рабочих, имеет медицинский персонал на месте и призывает рабочих сообщать обо всех травмах.) свои склады.

Неумолимый стресс берет свое. Джейк вспомнил, как кричал на сотрудников, чтобы те двигались быстрее, только чтобы задаться вопросом, что с ним случилось, и извиниться. К концу смены он будет настолько истощен, что сразу же уснет в своей машине на стоянке склада, прежде чем поехать домой. «Многие люди так поступали», — сказал он. «Они просто лежали в своей машине и засыпали». Рабочий из Миннесоты сказал, что работа была усилена алгоритмически до такой степени, что это потребовало переосмысления давних трудовых норм.«Концепция 40-часовой рабочей недели заключалась в том, что вы работаете восемь часов, вы спите восемь часов и у вас есть восемь часов на все, что вы хотите сделать», — сказал он. «Но [что], если вы приходите домой с работы и сразу ложитесь спать, и вы спите 16 часов, или на следующий день после рабочей недели, весь день вы чувствуете похмелье, вы не можете сосредоточиться на вещах, вы просто чувствуете себя дерьмом, теряете время вне работы из-за ее последствий и стрессовых, тяжелых условий? »

Рабочие неизбежно выгорают, но, поскольку каждая задача ежеминутно продиктована машиной, их легко заменить.Джейк подсчитал, что его наняли вместе с 75 людьми, но что он был единственным оставшимся, когда его спина, наконец, сдалась, а большинство из них перевернулось дважды. «Вы просто номер, они могут заменить вас кем угодно с улицы за две секунды», — сказал он. «Им не нужны никакие навыки. Им ничего не нужно. Все, что им нужно сделать, это работать очень быстро ».

На складах Amazon есть роботы, которые якобы крадут работу, но они не из тех, что беспокоят большинство рабочих. В 2014 году Amazon начала развертывать роботов для переноски полок, которые автоматизировали прохождение через склад для получения товаров.Роботы были настолько эффективны, что требовалось больше людей на других ролях, чтобы не отставать, Amazon построила больше объектов, и теперь в компании работает почти в три раза больше рабочих складов, занятых полный рабочий день, чем было, когда роботы были подключены к сети. Но роботы изменили характер работы: вместо того, чтобы ходить по складу, рабочие стояли в клетках, снимая предметы с полок, которые принесли им роботы. Сотрудники говорят, что это одна из самых динамичных и изнурительных ролей на складе. Reveal обнаружил, что травмы чаще случаются на складах с роботами, что имеет смысл, потому что проблема заключается в скорости, а машины, которые больше всего беспокоят рабочих, — это те, которые обеспечивают ее соблюдение.

В прошлом году на предприятиях Amazon прокатилась волна протестов рабочих. Почти все они были вызваны автоматическим управлением, не оставляющим места для удовлетворения основных человеческих потребностей. В Калифорнии работница была автоматически уволена после того, как она превысила свою квоту неоплачиваемого отпуска на один час после смерти члена ее семьи. (Ее снова приняли на работу после того, как ее коллеги подали петицию.) В Миннесоте рабочие ушли с работы в знак протеста против ускорения темпов работы, которое, по их словам, приводило к травмам и не оставляло времени для перерывов в туалетах или религиозных обрядов.Чтобы удовлетворить машину, рабочие чувствовали, что они должны сами стать машинами. Их скандирование: «Мы не роботы».

Каждая промышленная революция — это история как нашей организации работы, так и технологических изобретений. Паровые двигатели и секундомеры существовали на протяжении десятилетий, прежде чем Фредерик Тейлор, оригинальный оптимизатор, использовал их для создания современного завода. Работая на сталелитейном заводе в конце 19 века, он упростил и стандартизировал каждую роль и написал подробные инструкции на карточках; он рассчитывал каждую задачу по секундам и устанавливал оптимальную скорость.Поступив так, он сломил власть квалифицированных ремесленников, сдерживавшуюся темпами производства, и начал эпоху промышленного роста, а также эпоху изнурительной, повторяющейся и опасно ускоряющейся работы.

Именно Генри Форд наиболее полно продемонстрировал силу этого подхода, когда еще больше упростил задачи и расположил их на конвейере. Скорость линии контролировала темп рабочего и давала начальникам простой способ увидеть, кто отстает. Рабочие это абсолютно ненавидели. Работа была настолько бессмысленной и изнурительной, что люди увольнялись толпами, что вынудило Форда удвоить заработную плату.По мере распространения этих методов рабочие часто бастовали или замедляли ход в знак протеста против «ускорения» — надзиратели разгоняли сборочную линию до неприемлемых темпов.

Мы находимся в разгаре очередного большого ускорения. За этим стоит много факторов, но одним из них является цифровизация экономики и новые способы организации работы, которые она открывает. Возьмем розничную торговлю: рабочие больше не стоят в магазинах в ожидании покупателей; с электронной коммерцией их роли разделены. Кто-то работает на складах, где безостановочно выполняет заказы, а кто-то работает в call-центрах, где отвечает вопрос за вопросом.В обоих помещениях за рабочими ведется пристальное наблюдение. Каждое их действие отслеживается сканерами склада и компьютерами колл-центра, которые предоставляют данные для автоматизированных систем, которые поддерживают их работу с максимальной производительностью.

На самом базовом уровне автоматизированное управление начинается с расписания. Алгоритмы планирования существуют с конца 1990-х годов, когда магазины начали использовать их для прогнозирования покупательского трафика и создания соответствующих ему смен. Эти системы делали то же самое, что и владелец бизнеса, когда планировали меньше рабочих на медленное утро и больше на обеденный перерыв, пытаясь максимизировать продажи в расчете на один рабочий час.Программное обеспечение просто лучше справлялось с этим, и оно продолжало улучшаться, учитывая такие переменные, как погода или близлежащие спортивные события, до тех пор, пока оно не смогло спрогнозировать потребность в персонале с 15-минутным шагом.

Ни у кого не бывает затишья

Программа настолько точна, что ее можно использовать для создания гуманных расписаний, сказала Сьюзан Ламберт, профессор Чикагского университета, изучающая нестабильность расписания. Вместо этого он часто используется для координации минимального количества работников, необходимого для удовлетворения прогнозируемого спроса, если не меньшего.Она отметила, что это даже не обязательно самый прибыльный подход, цитируя проведенное ею исследование Gap: компаниям и инвесторам проще количественно оценить сокращение затрат на рабочую силу, чем потери продаж, потому что покупателям не нравится бродить по заброшенным магазинам. . Но если это плохо для клиентов, хуже для рабочих, которые вынуждены постоянно участвовать в гонках, чтобы управлять предприятиями, которые постоянно испытывают нехватку кадров.

Хотя они начинались в розничной торговле, сейчас алгоритмы планирования стали повсеместными. Например, на предприятиях, где Amazon сортирует товары перед доставкой, работникам выдают скелетные расписания и приложение опрашивает их, когда появляются дополнительные часы на складе, иногда всего за 30 минут до того, как они понадобятся.В результате ни у кого никогда не бывает затишья.

Появление дешевых датчиков, сетей и машинного обучения позволило автоматизированным системам управления взять на себя более детальную надзорную роль — и не только в структурированных настройках, таких как склады, но и везде, где работники носят свои устройства. Gig-платформы, такие как Uber, были первыми, кто извлек выгоду из этих технологий, но компании по доставке, рестораны и другие отрасли вскоре переняли их методы.

В автоматизированном управлении не было ни единого прорыва, но, как и в случае с секундомером, революционная технология может казаться обыденной, пока не станет основой для нового способа организации работы.Когда программы отслеживания ставок привязаны к складским сканерам или водители такси оснащены приложениями GPS, это позволяет управлять такими масштабами и уровнем детализации, о которых Тейлор мог только мечтать. Было бы непомерно дорого нанять достаточное количество менеджеров, чтобы рассчитывать каждое движение каждого рабочего с точностью до долей секунды или ехать на каждом грузовике, но теперь для этого требуется, может быть, один. Вот почему компании, наиболее агрессивно применяющие эту тактику, принимают схожую форму: большой пул низкооплачиваемых, легко заменяемых, часто неполный рабочий день или работающих по контракту; небольшая группа высокооплачиваемых сотрудников, разрабатывающих программное обеспечение для управления ими на высшем уровне.

«Апокалипсис роботов уже наступил».

Это не та промышленная революция, о которой нас предупреждали Илон Маск, Марк Цукерберг и другие в Кремниевой долине. Они по-прежнему зациклены на призраке ИИ, крадущего рабочие места, который изображается как нечто принципиально новое и чрезвычайно тревожное — по словам Эндрю Янга, «модная пила», приходящая для общества в том виде, в каком мы его знаем. Апокалиптические видения кажутся исключительно лестными для технологической индустрии, которая в состоянии предупредить мир о своем собственном успехе, забить тревогу о том, что она изобрела силы, настолько могущественные, что человеческий труд навсегда устареет.Но в своей абстракции в масштабе цивилизации этот взгляд упускает из виду способы, которыми технологии меняют опыт работы, и своим чувством неизбежности он подрывает беспокойство многих из тех же людей, которыми сегодня управляют машины. Зачем слишком беспокоиться об условиях для складских рабочих, водителей такси, модераторов контента или представителей колл-центра, когда все говорят, что через несколько лет эти роли будут заменены роботами? Их предложения по политике столь же абстрактны, как и их диагноз, они в основном сводятся к тому, чтобы дать людям деньги, как только за ними придут роботы.

Может быть, когда-нибудь роботы придут к водителям грузовиков и всем остальным, хотя чистое влияние автоматизации на рабочие места до сих пор было менее чем катастрофическим. Технологии, несомненно, лишат людей работы, как это было в прошлом, и стоит подумать о том, как обеспечить им защиту. Но один из вероятных сценариев состоит в том, что эти дальнобойщики не останутся полностью безработными, но, как показывает анализ Центра исследований и образования Калифорнийского университета в Беркли, будут ездить вместе, чтобы помогать в основном автономным транспортным средствам перемещаться по сложным городским улицам, получая более низкую заработную плату в условиях строгого контроля и новые неквалифицированные рабочие места.Или, может быть, они будут в офисах, подобных колл-центру, удаленно устранять неисправности в грузовиках, а их производительность будет отслеживаться с помощью алгоритма. Короче говоря, они обнаружат, что ими управляют машины, подверженные силам, которые росли годами, но в значительной степени игнорируются фетишизмом искусственного интеллекта.

«Апокалипсис роботов уже наступил, — сказала Джоанна Броновицка, исследователь Центра Интернета и прав человека и бывший кандидат в Европарламент. «Просто то, как мы создали эти повествования, и, к сожалению, люди слева и справа, такие как Эндрю Янг и люди в Европе, которые говорят на эту тему, вносят свой вклад в это, они используют язык будущего, который скрывает реальную жизненную реальность людей прямо сейчас.”

Это не означает, что будущее ИИ не должно беспокоить рабочих. Раньше для автоматического управления заданиями их приходилось разбивать на задачи, которые можно было измерить машинами: поездка, отслеживаемая GPS, предмет, сканированный на складе. Но машинное обучение способно анализировать гораздо менее структурированные данные и создает новые формы работы, от набора текста на компьютере до разговоров между людьми, готовых для роботов-боссов.

Анджела * несколько лет проработала в колл-центре по страхованию, прежде чем уволиться в 2015 году.Как и во многих других колл-центрах, работа была напряженной: клиенты часто были в отчаянии, программное обеспечение отслеживало количество и продолжительность ее звонков, а менеджеры иногда подслушивали на линии, чтобы оценить, как она справляется. Но когда она вернулась в индустрию в прошлом году, что-то изменилось. Помимо обычных показателей, появилась новая — эмоция — и ее оценивал ИИ.

Программное обеспечение, с которым столкнулась Анджела, было от Voci, одной из многих компаний, использующих ИИ для оценки сотрудников колл-центров.Другие показатели Анджелы были превосходными, но программа постоянно отмечала ее отрицательные эмоции, что приводило ее в недоумение, потому что ее менеджеры-люди ранее хвалили ее чуткость по телефону. Никто не мог сказать ей, почему именно она была наказана, но ее лучшее предположение заключалось в том, что ИИ интерпретировал ее динамичный и громкий стиль речи, периоды молчания (результат попытки соответствовать метрике, призванной свести к минимуму задержку людей. ), а выражения озабоченности — как отрицательные.

«Это заставляет меня задуматься, не является ли это привилегией фальшивой эмпатии, которая звучит действительно бодро и говорит:« О, мне жаль, что вы имеете дело с этим », — сказала Анджела, которая попросила использовать псевдоним из страха возмездия. «Ощущение, что единственный подходящий способ выразить эмоции — это то, как компьютер говорит, это очень ограничивает. Это также кажется не лучшим опытом для клиентов, потому что, если бы они хотели поговорить с компьютером, они бы остались с IVR [интерактивным голосовым ответом].”

Представитель Voci сказал, что компания обучила свою программу машинного обучения на тысячах часов аудио, которые сотрудники краудсорсинга отметили как демонстрирующие положительные или отрицательные эмоции. Он признал, что эти оценки являются субъективными, но сказал, что в совокупности они должны учитывать такие переменные, как тон и акцент. В конечном итоге представитель сказал, что Voci предоставляет инструмент анализа, а центры обработки вызовов решают, как использовать предоставленные данные.

Проблемы Анджелы с Voci заставили ее опасаться следующего раунда автоматизации.Ее колл-центр находился в процессе внедрения программного обеспечения от Clarabridge, которое автоматизировало бы те части оценки звонков, которые все еще выполняются людьми, например, правильные ли фразы произносят агенты. Ее центр также планировал расширить использование Cogito, который использует ИИ для обучения рабочих в режиме реального времени, предлагая им говорить медленнее, с большей энергией или выражать сочувствие.

Когда люди перечисляют вакансии, подлежащие автоматизации, работники колл-центра приходят сразу после водителей грузовиков. Их работа повторяется, а машинное обучение позволило быстро добиться прогресса в распознавании речи.Но машинное обучение борется с узкоспециализированными и уникальными задачами, и часто люди просто хотят поговорить с человеком, поэтому именно управленческие должности становятся автоматизированными. Google, Amazon и множество небольших компаний анонсировали системы искусственного интеллекта, которые слушают звонки и обучают сотрудников или автоматически оценивают их работу. Компания CallMiner, например, рекламирует искусственный интеллект, который оценивает профессионализм, вежливость и сочувствие сотрудников, которые в демонстрационном видео измеряются с точностью до долей процента.

Рабочие говорят, что эти системы часто неуклюжи в оценке человеческого взаимодействия. Один работник утверждал, что они могут достичь своих показателей эмпатии, просто много извиняясь. Другой сотрудник страхового call-центра сказал, что искусственный интеллект Cogito, который должен говорить ей о выражении сочувствия при обнаружении эмоционального расстройства звонящего, по-видимому, запускался любым тональным изменением, даже смехом. Ее коллеге позвонили на рассмотрение супервайзерам, потому что тревога сочувствия Cogito продолжала срабатывать, но когда они прослушали запись, оказалось, что звонивший смеялся от радости по поводу рождения ребенка.Работница, однако, была занята заполнением форм и уделяла разговору лишь половину внимания, поэтому продолжала подчиняться ИИ и говорить «извините», что сильно смущало звонившего.

Cogito заявила, что ее система «очень точна и не часто дает ложные срабатывания», но когда это происходит, поскольку она дополняет, а не заменяет людей, агенты колл-центра имеют возможность использовать собственное суждение, чтобы адаптироваться к ситуации.

По мере распространения этих систем будет важно оценивать их точность и предвзятость, но они также ставят более простой вопрос: почему так много компаний пытаются автоматизировать эмпатию с самого начала? Ответ кроется в том, как автоматизация сделала работу более интенсивной.

В прошлом работники могли обрабатывать сложный или эмоционально напряженный вызов, смешанный с кучей простых вызовов типа «Я забыл свой пароль», но теперь боты справляются с простыми вызовами. «У нас нет простых звонков, чтобы дать им душевное равновесие, которое мы раньше могли им дать», — сказал Ян Джейкобс из исследовательской компании Forrester. Автоматизированные системы также собирают информацию о клиентах и ​​помогают заполнять формы, что упростит работу, за исключением того, что любое время простоя отслеживается и заполняется дополнительными звонками.

У сотрудницы, которая использовала Cogito, например, была всего одна минута для заполнения страховых бланков между звонками и только 30 минут в месяц на перерывы в туалет и личное время, поэтому она обрабатывала звонки за звонками от людей, имеющих дело с неизлечимыми заболеваниями, умирающих родственников, выкидыши и другие травмирующие события, каждое из которых она должна была пройти менее чем за 12 минут в течение 10 часов в день. «От этого онемеет», — сказала она. Другие работники говорили о хроническом беспокойстве и бессоннице, которые являются результатом нескольких дней, проведенных за эмоционально грубыми разговорами, в то время как, по словам одного рабочего, «ваш компьютер стоит вам через плечо и произвольно решает, сохранить ли вы свою работу или нет.«Эта форма эмоционального выгорания стала настолько распространенной, что отрасль получила название:« усталость от сочувствия ». Cogito в электронной книге, объясняющей причину своего искусственного интеллекта, сравнивает сотрудников колл-центра с травматологами, потерявшими чувствительность в течение своей смены, отмечая, что качество работы представителей ухудшается после 25 звонков. Решение, как пишет компания, состоит в том, чтобы использовать ИИ для «масштабного сочувствия».

Стало общепринятым мнение, что межличностные навыки, такие как сочувствие, станут одной из ролей, оставленных людям после того, как роботы возьмут верх, и это часто рассматривается как оптимистичное будущее.Но колл-центры показывают, как это легко может стать темным: автоматизация увеличивает сочувствие, требуемое от сотрудников, и автоматизированные системы, используемые для того, чтобы вызвать у них больше сочувствия или, по крайней мере, машиночитаемое приближение к этому. Анджела, работница, борющаяся с Вочи, обеспокоена тем, что, поскольку ИИ используется для противодействия влиянию бесчеловечных условий труда, ее работа станет еще более бесчеловечной.

«Никто не любит звонить в колл-центр», — сказала она. «Тот факт, что я могу привнести сюда человеческий фактор, придать ему свой собственный стиль, построить отношения с ними и заставить их чувствовать, что о них заботятся, — это хорошая часть моей работы.Это то, что придает мне значение, — сказала она. «Но если вы все автоматизируете, вы потеряете гибкость, чтобы иметь человеческую связь».

Мак Рони работал инженером-программистом в Дакке, Бангладеш, когда он увидел в Facebook рекламу компании Crossover Technologies из Остина. Рони нравилась его нынешняя работа, но роль Кроссовера казалась шагом вперед: зарплата была лучше — 15 долларов в час — и в объявлении говорилось, что он может работать, когда захочет, и делать это из дома.

В первый же день ему посоветовали загрузить программу WorkSmart. В видеоролике генеральный директор Crossover Энди Трайба описывает программу как «FitBit для работы». По его словам, современный работник постоянно взаимодействует с облачными приложениями, и это дает огромное количество информации о том, как они проводят свое время, — информации, которую в основном выбрасывают. По его словам, эти данные следует использовать для повышения производительности. Ссылаясь на популярную книгу Кэла Ньюпорта Deep Work, об опасностях отвлечения внимания и многозадачности, он говорит, что программное обеспечение позволит работникам достичь новых уровней сосредоточенности.Tryba отображает серию диаграмм, как дефрагментацию жесткого диска, показывая, как рабочий день меняется от рассеянного отвлечения к твердым блокам непрерывной продуктивности.

WorkSmart, по сути, превратил рабочий день Рони в твердые блоки продуктивности, потому что, если он когда-либо определил, что он недостаточно много работал, ему не заплатили. Программное обеспечение отслеживало его нажатия клавиш, щелчки мышью и приложения, которые он запускал, — все для оценки его производительности. От него также потребовали предоставить программе доступ к своей веб-камере.Каждые 10 минут программа делала наугад три фотографии, чтобы убедиться, что он находится за своим столом. Если бы Рони не было, когда WorkSmart делал снимок, или если бы он определил, что его работа упала ниже определенного порога производительности, ему не заплатили бы за этот 10-минутный интервал. Другой человек , который начинал с Рони, отказался предоставить программному обеспечению доступ к веб-камере и потерял работу.

Вскоре Рони понял, что, хотя он работал из дома, его старая офисная работа давала больше свободы.Там он мог выйти на обед или сделать перерыв между задачами. В случае с Кроссовером даже использование туалета в собственном доме требовало скорости и стратегии: он начал следить за тем, чтобы мигал зеленый свет его веб-камеры, прежде чем броситься в коридор в ванную комнату, надеясь, что успеет закончить вовремя, прежде чем WorkSmart сделает еще один снимок.

Метрики, которых он придерживался, были чрезвычайно требовательными: около 35 000 строк кода в неделю. В конце концов он сообразил, что от него ожидается около 150 нажатий клавиш каждые 10 минут, поэтому, если он остановится, чтобы подумать, и перестанет печатать, 10-минутный фрагмент его временной карты будет отмечен как «бездействует».«Каждую неделю, если он не проработал 40 часов, которые программа считала продуктивной, его могли уволить, поэтому, по его оценкам, он работал дополнительно 10 часов в неделю без оплаты, чтобы компенсировать время, которое программа сделала недействительной. Четыре других нынешних и бывших сотрудника Crossover — один в Латвии, один в Польше, один в Индии и еще один в Бангладеш — заявили, что они должны были сделать то же самое.

«Первое, что вы потеряете, — это социальная жизнь», — сказал Рони. Он перестал встречаться с друзьями, потому что был привязан к своему компьютеру, стремясь достичь своих показателей.«Я обычно не выходил на улицу часто».

Шли месяцы, стресс начал сказываться. Он не мог уснуть. Он не мог слушать музыку, пока работал, потому что программное обеспечение считало YouTube непродуктивным и ограничивало его зарплату. По иронии судьбы его работа начала страдать. «Если у вас есть свобода, настоящая настоящая свобода, тогда я могу выдержать максимальное давление, если это необходимо», — сказал он. Но, работая день за днем ​​под таким напряженным давлением, он выгорал, и его продуктивность падала.

Tryba сказал, что компания — это платформа, которая предоставляет предприятиям квалифицированных рабочих, а также инструменты для управления ими; бизнесу решать, использовать ли эти инструменты и как.Он сказал, что люди не должны работать дополнительные часы без оплаты, и что, если WorkSmart помечает табель учета рабочего времени как простой, работники могут обратиться к своему руководителю с просьбой отменить ее. Он сказал, что если рабочим нужен перерыв, они могут сделать паузу и уйти. На вопрос, зачем нужен такой интенсивный мониторинг, он сказал, что будущее за удаленной работой, которая даст работникам большую гибкость, но что работодателям понадобится способ привлечь работников к ответственности. Кроме того, собранные данные откроют новые возможности для обучения рабочих тому, как быть более продуктивными.

Crossover — далеко не единственная компания, которая почувствовала возможность оптимизации потоков данных, создаваемых цифровыми работниками. У Microsoft есть программное обеспечение Workplace Analytics, которое использует «цифровой выхлоп», производимый сотрудниками, использующими программы компании, для повышения производительности. В сфере аналитики кадров полно компаний, которые отслеживают активность настольных компьютеров и обещают выявлять время простоя и сокращать количество сотрудников, а оптимизация становится все более резкой и сосредоточенной на отдельных сотрудниках по мере того, как вы спускаетесь по лестнице доходов.Time Doctor Staff.com, популярный среди аутсорсинговых компаний, отслеживает производительность в режиме реального времени, побуждает сотрудников продолжать выполнение задачи, если обнаруживает, что они отвлекаются или бездействуют, и делает скриншоты в стиле кроссовера и фотографии с веб-камеры.

В то время как тщательно продуманные и оптимизированные рабочие места являются меритократичными, меритократия может быть доведена до крайности, цитируя фильм « Гаттака»

Сэм Лессин, бывший вице-президент Facebook, соучредитель компании Fin, описывает правдоподобное видение того, к чему все это приведет.Fin запускался как приложение для личного помощника, а затем переключился на программное обеспечение, которое он использовал для мониторинга и управления рабочими, которые заставляли помощника работать. (Сотрудница описала свой опыт работы с запросами помощников как колл-центр, но с более строгим надзором и отслеживанием времени простоя.) Работа в области знаний в настоящее время томится в доиндустриальном состоянии, написала Лессин в письме во время разворота, и сотрудники часто сидят без дела в офисах, их труд неизмеримо и неэффективен. Лессин пишет, что ожидаемый взрыв производительности от ИИ произойдет не из-за замены этих рабочих, а из-за использования ИИ для измерения и оптимизации их производительности, как это сделал Фредерик Тейлор с фабричными рабочими.За исключением того, что это будет «облачная фабрика», организованный с помощью ИИ пул интеллектуальных работников, к которым предприятия могут подключиться, когда им это нужно, во многом как аренда вычислительных мощностей у Amazon Web Services.

«Промышленная революция, по крайней мере в краткосрочной перспективе, явно не пошла на пользу рабочим», — признал Лессин в письме. Облачная фабрика принесет волну глобализации и снижения квалификации. По его словам, в то время как тщательно продуманные и оптимизированные рабочие места являются меритократичными, меритократию можно довести до крайности, сославшись на фильм Gattaca .В конечном итоге эти риски перевешиваются тем фактом, что люди могут специализироваться на том, в чем они лучше всего умеют, им придется меньше работать и они смогут делать это более гибко.

Для Рони обещание гибкости Crossover оказалось иллюзией. Через год наблюдение и неослабевающее давление стали слишком сильными, и он ушел. «Я думал, что потерял все», — сказал он. Он бросил свою стабильную офисную работу, потерял связь с друзьями и теперь беспокоился, сможет ли он оплатить свои счета.Но через три месяца он нашел другую работу, одну в старомодном офисе. Заработок был хуже, но он был счастливее. У него был менеджер, который помог ему, когда он застрял. У него были обеденные перерывы, перерывы на отдых и перерывы на чай. «Когда я могу выйти, выпить чаю, повеселиться и отправиться в офис, есть место, где я даже могу поспать. Здесь много свободы ».

Работа всегда означала отказ от некоторой степени свободы. Когда работники устраиваются на работу, они могут согласиться позволить своему начальнику говорить им, как им действовать, как одеваться или где быть в определенное время, и все это считается нормальным.Работодатели действуют как то, что философ Элизабет Андерсон критикует как частные правительства, и люди принимают их использование власти способами, которые казались бы репрессивными, исходящими от государства, потому что, как гласит рассуждение, работники всегда могут уйти. Работники также предоставляют своим работодателям широкие возможности для наблюдения за ними, и это тоже считается в целом нормально, вызывая беспокойство в основном в тех случаях, когда работодатели проникают в частную жизнь работников.

Автоматизированное управление обещает изменить этот расчет.Хотя работодатель всегда имел право следить за вашим рабочим столом в течение дня, это, вероятно, было бы неэффективным использованием его времени. Теперь такое наблюдение не только легко автоматизировать, но и необходимо собирать данные, необходимые для оптимизации работы. Эта логика может показаться непреодолимой для компании, пытающейся снизить затраты, особенно если у нее достаточно большой штат сотрудников, чтобы окупиться незначительное повышение производительности.

Но рабочих, которые терпели абстрактную угрозу слежки, гораздо больше беспокоит, когда эти данные используются для управления каждым их шагом.Рабочий Amazon на Среднем Западе описал мрачное видение будущего. «У нас могут быть алгоритмы, связанные с технологиями, которые непосредственно воздействуют на наши тела и контролируют нашу работу», — сказал он. «Прямо сейчас алгоритм говорит менеджеру кричать на нас. В будущем алгоритм мог бы сообщать шоковому ошейнику… Я засмеялся, и он быстро сказал, что шутил лишь отчасти. В конце концов, Amazon запатентовал браслеты для отслеживания, которые вибрируют, направляя рабочих, а Walmart тестирует ремни, которые отслеживают движения сотрудников склада.«Разве вы не представляете себе будущее, в котором у вас будет свобода выбора между голоданием или работой на складе, — сказал рабочий, — и вы подписываете контракт, в котором соглашаетесь носить что-то подобное, и это сбивает вас с толку, когда вы работаете слишком медленно». и все это во имя повышения вашей эффективности? «Я думаю, что это направление, в котором он может двигаться, если больше людей не будут более сознательными, и не будет больше организованности вокруг того, что на самом деле происходит с нами, как работниками, и того, как общество трансформируется с помощью этой технологии», — сказал он.«Это те вещи, которые не дают мне уснуть по ночам, и о которых я думаю, когда сейчас нахожусь на складе».

Этот рабочий возлагал надежды на профсоюзы и на растущую активность на складах Amazon. Для этого есть прецедент. Рабочие отреагировали на ускорение последней промышленной революции организованием, и темп работы стал стандартной частью профсоюзных договоров.

Темп работы — лишь одна из форм более широкого вопроса, который эти технологии заставят нас решать: каков правильный баланс между эффективностью и автономией человека? У нас есть беспрецедентные возможности контролировать и оптимизировать поведение сотрудников до мельчайших деталей.Стоит ли предельное повышение производительности заставлять бесчисленное количество людей испытывать хронический стресс и ограничивать их до такой степени, что они чувствуют себя роботами?

Вы можете представить себе версию этих систем, которая собирает данные о рабочих местах, но она анонимна и агрегирована и используется только для улучшения рабочих процессов и процессов. Такая система могла бы получить часть эффективности, которая делает эти системы привлекательными, избегая при этом индивидуализированного микроменеджмента, который раздражает работников. Конечно, это будет означать отказ от потенциально ценных данных.Это потребует признания того, что иногда имеет смысл вообще не собирать данные как средство сохранения пространства для человеческой автономии.

Глубокая разница, которую может дать даже небольшая степень свободы от оптимизации, была очевидна, когда я разговаривал с рабочим, который недавно уволился со склада Amazon в Статен-Айленде, чтобы взять на себя работу по погрузке и разгрузке грузовиков для доставки. У него тоже были сканеры и метрики, но они только измеряли, идет ли его команда в правильном направлении в течение дня, оставляя рабочих определять свои роли и темп.«Это похоже на рай», — сказал он своим коллегам.

Роботы-частицы работают вместе для выполнения задач

Ученые создали робота, состоящего из нескольких единиц, которые могут работать как кластер, реагируя на стимулы и воздействуя на окружающую среду без необходимости какого-либо централизованного управления — во многом как живые клетки.

Каждая из круглых единиц или «частиц» имеет диаметр до 23,5 сантиметров. Частицы неплотно соединены магнитами и могут двигаться только за счет расширения или сжатия.Но, несмотря на их индивидуальную простоту, как группа они способны к более изощренному поведению, например, двигаться к источнику света. Слабосвязанная масса более устойчива, чем многие другие роботизированные системы, потому что у нее нет единой точки отказа и она может продолжать работать, даже если некоторые люди станут инвалидами, сообщили исследователи в марте в журнале Nature .

Ученые говорят, что уменьшенные версии частиц могут быть использованы в поисково-спасательных операциях — например, для разбрасывания оснащенных датчиками устройств над полем обломков разрушенного дома для поиска похороненных жертв.Крошечные единицы также могут доставлять лекарства в труднодоступные части человеческого тела или стимулировать исследования, моделируя клеточное действие, участвующее в формировании органов.

Прототип частиц оснащен датчиками света и простой электроникой, которые заставляют их расширяться или сжиматься в соответствии с определенным алгоритмом. Каждая частица измеряет интенсивность ближайшего света и передает это значение своим соседям. Сравнивая, сколько света он обнаруживает относительно других, каждая единица решает, когда начать цикл расширения и сжатия, заставляя их всех двигаться как группа.

Исследователи создали кластеры из 24 частиц и показали, что они могут перемещаться к источнику света — своего рода движение, сравнимое с тем, как живые клетки собираются и мигрируют для заживления ран и других функций. «В нашей системе каждая частица очень проста, и нет централизованного контроля над кластером», — говорит Даниэла Рус, директор лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта Массачусетского технологического института и один из руководителей группы. Подразделения «работают вместе, не полагаясь на каких-либо конкретных людей.(Рус входит в совет консультантов журнала Scientific American ‘).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.