Conocimientos sobre robots

Los grandes inventos del siglo XX

Cuando sonó la campana de Año Nuevo en 2001, la gente dio pasos sólidos hacia el siglo XXI. En el umbral del cambio de siglo, mirando hacia el pasado y mirando hacia el futuro, estamos llenos de entusiasmo y pensamientos...

En el siglo XX, la humanidad ha logrado logros brillantes Desde la creación de la teoría cuántica y la relatividad hasta el desarrollo de las aplicaciones de la energía atómica, el descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN, el despegue de la tecnología de la información y la elaboración del borrador del genoma humano, se han producido cambios profundos. han tenido lugar en la ciencia y la tecnología mundiales. Se han logrado importantes avances en tecnología de la información, biotecnología, nueva tecnología de materiales, tecnología de fabricación avanzada, tecnología marina, tecnología aeroespacial, etc., que han mejorado enormemente la productividad social.

Como uno de los mayores inventos de la humanidad en el siglo XX, la tecnología robótica ha logrado grandes avances en 40 años de desarrollo desde su aparición a principios de la década de 1960. Después de experimentar el período de nacimiento, crecimiento y madurez, los robots industriales se han convertido en equipos centrales indispensables en la industria manufacturera. Hay alrededor de 750.000 robots industriales en el mundo que luchan codo con codo con trabajadores y amigos en diversos frentes. Como estrella en ascenso en la familia de robots, los robots especiales tienden a ponerse al día debido a su amplia gama de usos. Robots especiales para diversos fines, como robots humanoides, robots agrícolas, robots de servicio, robots submarinos, robots médicos, robots militares. y los robots de entretenimiento se han lanzado uno tras otro y avanzan hacia la practicidad a gran velocidad.

La gente suele preguntar ¿por qué deberíamos desarrollar robots? Decimos que la aparición y el rápido desarrollo de los robots es inevitable para el desarrollo social y económico. Es para mejorar el nivel de producción de la sociedad y la calidad de la vida humana, de modo que los robots puedan realizar trabajos para las personas que los humanos no pueden o no pueden hacer bien. En la vida real, algunos trabajos pueden causar daños al cuerpo humano, como pintar con aerosol, manipular objetos pesados, etc., algunos trabajos requieren alta calidad y son difíciles de realizar para las personas durante mucho tiempo, como la soldadura de automóviles y el ensamblaje de precisión; , etc.; algunos trabajos no se pueden sumergir en la escena, por ejemplo, exploración de volcanes, exploración de aguas profundas, exploración espacial, etc., algunos trabajos no son adecuados para humanos, como algunos entornos hostiles, algunos trabajos aburridos y repetitivos. etc.; estos son lugares donde los robots pueden mostrar sus talentos. Los robots de servicio también pueden brindarle tratamiento médico, atención médica, limpieza y seguridad; los robots submarinos pueden ayudar a rescatar barcos hundidos y tender cables; los robots de ingeniería pueden subir a las montañas y cavar hoyos para construir caminos; los robots agrícolas pueden cultivar, sembrar, fertilizar y eliminar insectos; los robots militares pueden lanzarse a la batalla, despejar minas y retirar bombas...

Existe mucha confusión sobre los robots en la sociedad actual. Algunas personas piensan que los robots son omnipotentes. Estos amigos conocen los robots de películas, televisión y novelas. En su opinión, los robots son máquinas omnipotentes con poderes mágicos. Cuando ven robots reales, piensan que los robots actuales son demasiado comunes y no pueden llamarse robots. Algunas personas piensan que un robot es un humano y debe tener forma de humano. ¿Cómo se le puede llamar robot si no parece un humano? Sin embargo, en realidad, la gran mayoría de los robots no se parecen a los humanos. decepciona a muchos entusiastas de los robots. Algunas personas piensan que cuando los robots entren en el trabajo, los trabajadores serán despedidos y los consideran competidores. No esperan que los robots hagan muchas cosas útiles para las personas, promuevan el desarrollo de industrias y creen más oportunidades laborales. para los humanos.

La definición de robot

En el mundo científico y tecnológico, los científicos darán una definición clara a cada término científico y tecnológico. Sin embargo, décadas después de la llegada de los robots, se desconoce la definición de robot. Los robots todavía difieren de persona a persona, no hay una opinión unificada. Una razón es que los robots todavía están desarrollándose y constantemente surgen nuevos modelos y nuevas funciones. La razón fundamental es principalmente porque los robots involucran el concepto de ser humano y se convierten en una pregunta filosófica de difícil respuesta. Así como la palabra robot nació en las novelas de ciencia ficción, la gente está llena de fantasías sobre robots. Quizás sea precisamente por la vaga definición de robot que da a la gente un amplio espacio para la imaginación y la creatividad.

Comando del robot

De hecho, no es que la gente no quiera dar una definición completa de robots. Desde el nacimiento de los robots, la gente ha estado constantemente tratando de explicar qué es. el robot es. Sin embargo, con el rápido desarrollo de la tecnología robótica y el advenimiento de la era de la información, el contenido cubierto por robots es cada vez más abundante y la definición de robot también se enriquece e innova constantemente.

En 1886, el escritor francés Lil Adam nombró a la máquina de aspecto humano "Android" en su novela "La víspera del futuro". Consta de 4 partes:

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1. Sistema de vida (equilibrio, marcha, vocalización, balanceo del cuerpo, sentimiento, expresión, regulación del movimiento, etc.

2. tipo de armadura);

3. Músculos artificiales (la armadura antes mencionada tiene varias formas del cuerpo, como carne, venas, género, etc.); piel (que contiene color de piel, mecánica, contornos, cabello, visión, dientes, garras, etc.).

En 1920, el escritor checo Karel Capek publicó el guión de ciencia ficción "Rosam's Universal Robot". En el guión, Capek escribió la palabra checa "Robota" como "Robot", y "Robota" significa esclavo. La obra predice el trágico impacto del desarrollo de los robots en la sociedad humana, que ha atraído una gran atención y se considera el origen de la palabra robot. En la obra, los robots trabajan en silencio según las órdenes de sus amos, sin sentimientos ni emociones, y realizan trabajos pesados ​​de forma aburrida. Posteriormente, la empresa de Rossam consiguió que los robots tuvieran emociones, lo que provocó un rápido aumento en los sectores de aplicación de los robots. Los robots se han vuelto indispensables en las fábricas y en las tareas domésticas. Los robots descubrieron que los humanos eran muy egoístas e injustos y finalmente se rebelaron. Los robots tenían excelentes habilidades físicas e intelectuales, por lo que destruyeron a los humanos.

Pero los robots no sabían cómo construirse y pensaron que pronto se extinguirían, por lo que empezaron a buscar supervivientes humanos, pero fue en vano. Al final, un par de robots masculinos y femeninos con mejor percepción que otros robots se enamoraron. En ese momento, los robots evolucionaron hasta convertirse en humanos y el mundo volvió a la vida.

Lo que Capek planteó fue la cuestión de la seguridad, la percepción y la autorreproducción de los robots. Es probable que el avance de la ciencia y la tecnología cause problemas que los humanos no deseamos. Aunque el mundo de la ciencia ficción es sólo una imaginación, la sociedad humana puede enfrentarse a esta realidad.

Para evitar que los robots dañen a los humanos, el escritor de ciencia ficción Isaac Asimov propuso los "Tres principios de la robótica" en 1940:

1. >

2. Los robots deben obedecer órdenes humanas, excepto aquellas que violen el artículo primero;

3. Los robots deben poder protegerse, excepto aquellas que entren en conflicto con el artículo primero.

Este es el programa ético dado a los robots. La comunidad académica de robótica siempre ha considerado estos tres principios como pautas para el desarrollo de robots.

En la primera conferencia académica de robótica celebrada en Japón en 1967, se propusieron dos definiciones representativas. La primera es la que propusieron Masahiro Mori y Shuhei Ada: "Un robot es una máquina flexible con siete características: movilidad, individualidad, inteligencia, versatilidad, naturaleza semimecánica y semihumana, automatización y esclavitud". A partir de esta definición, Masahiro Mori propuso utilizar 10 características para expresar las características de los robots, entre ellas la automatización, la inteligencia, la individualidad, semimecánica y semihumana, la operatividad, la versatilidad, la información, la flexibilidad, la limitación y la movilidad. La otra propuesta por Kato Ichiro es que se llama robot a una máquina que cumple las siguientes tres condiciones:

1. Un individuo con tres elementos como cerebro, manos y pies; >2. Sensores de contacto (que reciben información distante con ojos y oídos) y sensores de contacto

3.

Robot Ceremonial

Esta definición enfatiza que el robot debe ser parecido a un humano, es decir, depende de sus manos para operar, de sus pies para moverse y de su cerebro para completar el proceso. Función de comando unificada. Los sensores sin contacto y los sensores de contacto son equivalentes a los rasgos faciales humanos, lo que permite a los robots reconocer el entorno externo, mientras que el sentido del equilibrio y el sentido intrínseco son sensores indispensables para que los robots perciban su propio estado. Lo que aquí se describe no es un robot industrial sino un robot autónomo.

La definición de robots es diversa, y la razón es que tiene cierto grado de ambigüedad. Los animales generalmente tienen los elementos anteriores, por lo que, si bien los robots se entienden como máquinas con apariencia humana, los robots también pueden entenderse en un sentido amplio como máquinas con apariencia animal.

En 1988, Espio de Francia definió los robots como: "La robótica se refiere al diseño de un sistema operativo planificado previamente basado en información de sensores, y el uso de este sistema como objeto de investigación".

En 1987, la Organización Internacional de Normalización definió los robots industriales: "Un robot industrial es una máquina operativa programable con control automático de funcionamiento y funciones de movimiento que puede completar diversas tareas".

La definición de robot de los científicos chinos es: "Un robot es una máquina automatizada. La diferencia es que esta máquina tiene algunas habilidades inteligentes similares a las de los humanos o los seres vivos, como la percepción, la planificación, la acción y la colaboración. , es una máquina automatizada con alta flexibilidad." En el proceso de investigación y desarrollo de robots que operan en entornos desconocidos e inciertos, la gente se da cuenta gradualmente de que la esencia de la tecnología robótica es la combinación de tecnología de percepción, toma de decisiones, acción e interacción. A medida que se profundiza la comprensión de la gente sobre la naturaleza inteligente de la tecnología robótica, la tecnología robótica ha comenzado a penetrar en diversos campos de las actividades humanas. Combinando las características de aplicación de estos campos, la gente ha desarrollado una variedad de robots especiales y varias máquinas inteligentes con capacidades de detección, toma de decisiones, acción e interacción, como robots móviles, microrobots, robots submarinos, robots médicos, robots militares, Robots espaciales aéreos, robots de entretenimiento, etc. La adaptabilidad a diferentes tareas y entornos especiales también es una diferencia importante entre los robots y los equipos de automatización general. La apariencia de estos robots se ha alejado mucho de la forma de los robots humanoides y los robots industriales originales. Están más en línea con los requisitos especiales de diversos campos de aplicación. Sus funciones e inteligencia también se han mejorado considerablemente, abriendo así más novedades. Posibilidades para la tecnología robótica. Amplio espacio para el desarrollo.

Song Jian, presidente de la Academia China de Ingeniería, señaló: "El progreso y la aplicación de la robótica es el logro más convincente del control automático en el siglo XX, y es la automatización en el más alto sentido de la palabra". el mundo contemporáneo." La tecnología robótica integra los resultados de desarrollo de múltiples disciplinas y representa la frontera de desarrollo de la alta tecnología. Su continua expansión en los campos de aplicación de la vida humana está haciendo que la comunidad internacional vuelva a comprender el papel y la influencia de la tecnología robótica.

Clasificación de robots

No existe un estándar internacional unificado sobre cómo clasificar los robots. Algunos se clasifican según el peso de la carga, otros según los métodos de control y otros según los grados de libertad. , algunos están divididos por estructura y otros por campos de aplicación. Los métodos de clasificación generales se muestran en la tabla:

Nombre de clasificación

Breve explicación

Los robots operativos

se pueden controlar automáticamente y pueden Puede programarse repetidamente. Multifuncional, tiene varios grados de libertad, puede ser fijo o móvil y se utiliza en sistemas de automatización relacionados.

Robots programables

Controlan los movimientos mecánicos del robot en secuencia según el orden y las condiciones prerequeridos.

Enseñanza y reproducción de robots

Mediante guía u otros métodos, primero enseñe los movimientos del robot, ingrese el programa de trabajo y el robot repetirá automáticamente la operación.

Robot tipo CNC

No es necesario hacer que el robot se mueva. El robot se enseña mediante valores numéricos, lenguaje, etc., y el robot realiza operaciones en base a la información enseñada. .

Robots controlados por sensaciones

Utilizan la información obtenida de los sensores para controlar los movimientos del robot.

Robot de control adaptativo

El robot puede adaptarse a los cambios del entorno y controlar sus propias acciones.

Robots controlados por aprendizaje

El robot puede "experimentar" la experiencia laboral, tiene una determinada función de aprendizaje y utiliza la experiencia "aprendida" en el trabajo.

Robot inteligente

Un robot que utiliza inteligencia artificial para determinar sus acciones.

Según el entorno de aplicación, los expertos en robótica de nuestro país dividen los robots en dos categorías principales: robots industriales y robots especiales. Los denominados robots industriales son manipuladores multiarticulares o robots con múltiples grados de libertad orientados al ámbito industrial. Los robots especiales son varios robots avanzados distintos de los robots industriales que se utilizan en industrias no manufactureras y sirven a los humanos, incluidos: robots de servicio, robots submarinos, robots de entretenimiento, robots militares, robots agrícolas, máquinas robóticas, etc. Entre los robots especiales, algunas ramas se están desarrollando rápidamente y tienden a formar sistemas independientes, como robots de servicio, robots submarinos, robots militares, robots de microoperaciones, etc. En la actualidad, los expertos en robótica internacionales dividen los robots en dos categorías según su entorno de aplicación: robots industriales en entornos de fabricación y robots de servicios y humanoides en entornos no de fabricación. Esto es coherente con la clasificación de nuestro país.

Robot antiguo

La aparición de la palabra robot y la llegada del primer robot industrial del mundo se produjeron en las últimas décadas.

Sin embargo, la fantasía de la gente y la búsqueda de robots tienen una historia de más de 3.000 años. Los seres humanos esperan crear una máquina similar a la humana que pueda realizar diversas tareas en lugar de los humanos.

Carruaje de robot

Durante la dinastía Zhou occidental, Yanshi, un hábil artesano de mi país, desarrolló un actor que cantaba y bailaba, que fue el primer robot registrado en mi país.

A finales del período de primavera y otoño, Lu Ban, un famoso carpintero de mi país, también fue un inventor de maquinaria. Según el "Mo Jing", una vez hizo un pájaro de madera que podía volar. el aire durante "tres días", encarna la sabiduría y la sabiduría de los trabajadores de nuestro país.

En el siglo II a.C., los antiguos griegos de la época de Alejandro inventaron el robot más primitivo: el autómata. Es una estatua en movimiento impulsada por la presión del agua, el aire y el vapor. Puede abrir puertas por sí sola y cantar con la ayuda del vapor.

En la dinastía Han, hace 1800 años, el gran científico Zhang Heng no solo inventó el sismógrafo, sino que también inventó el carro de tambor gili. Cada vez que el carro del tambor recorre una milla, el hombre de madera en el carro toca el tambor una vez, y cada diez millas suena la campana.

Durante el período de los Tres Reinos de la última dinastía Han, Zhuge Liang, el primer ministro de Shu, creó con éxito el "Buey de madera y caballo que fluye" y lo utilizó para transportar suministros militares y apoyar guerras en el frente.

En 1662, el japonés Takeda Omi utilizó la tecnología del reloj para inventar una muñeca automática y la representó en Dotonbori en Osaka.

En 1738, el talentoso técnico francés Jack de Vaxon inventó un pato robótico que podía graznar, nadar y beber, y también comer y excretar. La intención original de Waxon era mecanizar funciones biológicas para análisis médicos.

Robot de escritura

Entre los muñecos automáticos de aquella época, los más destacados fueron el relojero suizo Jack Dauros y su hijo Leigh-Louis Dauros. En 1773, lanzaron sucesivamente muñecos de escritura automática, muñecos de juego automáticos, etc. Los muñecos automáticos que crearon se fabricaron utilizando los principios de engranajes y mecanismos de relojería. Algunos de ellos pintaban con pinceles y colores, y otros sostenían plumas de ganso mojadas en tinta para escribir. Sus estructuras eran ingeniosas y sus trajes hermosos, y estaban de moda en Europa. Debido a las limitaciones técnicas de la época, estos muñecos eran en realidad juguetes gigantes de un metro de altura. El robot más antiguo que se conserva hoy es una muñeca que se encuentra en el Museo Histórico de Nusatier, en Suiza. Fue construido hace doscientos años y con diez dedos de sus dos manos puede tocar las teclas del órgano. Todavía hoy se toca con regularidad. Para el disfrute de los visitantes, muestra la sabiduría de los pueblos antiguos.

A mediados del siglo XIX, las muñecas automáticas se dividieron en dos escuelas, a saber, la escuela de ciencia ficción y la escuela de producción mecánica, y cada una encontró su propio lugar en la literatura, el arte y la tecnología moderna. En 1831, Goethe publicó "Fausto" y creó el ser humano artificial "Homicidio"; en 1870, Hoffmann publicó la obra "Coppelia" con una muñeca automática como protagonista, en 1883 salió "Marioneta" "Aventuras" de Collodi; La víspera del futuro" se publicó en 1886. En términos de fabricación física mecánica, Moore construyó el "Steam Man" en 1893. El "Steam Man" dependía del vapor para impulsar sus piernas y moverse en círculo.

Después de entrar en el siglo XX, la investigación y el desarrollo de robots han recibido más atención y apoyo. Algunos robots prácticos aparecieron uno tras otro. En 1927, Wentzley, un ingeniero de la American Westinghouse Company, los construyó. el primer robot "Telegraph Box" y expuesto en la Exposición Universal de Nueva York. Es un robot eléctrico equipado con un transmisor de radio que puede responder algunas preguntas, pero el robot no puede moverse. En 1959, nació en Estados Unidos el primer robot industrial (programable, de coordenadas circulares), lo que marcó el comienzo de una nueva era en el desarrollo de robots.

Robots Modernos

La investigación sobre robots modernos se inició a mediados del siglo XX. Su fundamento técnico es el desarrollo de las computadoras y la automatización, así como el desarrollo y utilización de la energía atómica. .

Línea de producción de soldadura robótica de automóviles

Desde la llegada de la primera computadora electrónica digital en 1946, las computadoras han logrado avances sorprendentes, desarrollándose hacia alta velocidad, gran capacidad y bajo precio.

La urgente necesidad de producción en masa impulsó el progreso de la tecnología de automatización, y uno de los resultados fue el nacimiento de las máquinas herramienta CNC en 1952. La investigación sobre piezas mecánicas y de control relacionadas con las máquinas herramienta CNC ha sentado las bases para el desarrollo de robots.

Por otro lado, el duro entorno de los laboratorios de energía atómica requiere cierta maquinaria operativa para manipular materiales radiactivos en lugar de humanos. En el contexto de esta demanda, el Instituto de Investigación Argonne de la Comisión de Energía Atómica de Estados Unidos desarrolló un manipulador controlado remotamente en 1947 y un manipulador mecánico maestro-esclavo en 1948.

Robot remachador

En 1954, Dai Vol en los Estados Unidos propuso por primera vez el concepto de robots industriales y solicitó una patente. El punto clave de esta patente es utilizar tecnología servo para controlar las articulaciones del robot y utilizar manos humanas para enseñarle los movimientos al robot. Se trata del llamado robot de reproducción docente. Casi todos los robots existentes adoptan este método de control.

Los primeros modelos prácticos (reproducción didáctica) de productos robóticos fueron el "VERSTRAN" lanzado por la empresa estadounidense AMF en 1962 y el "UNIMATE" lanzado por la empresa UNIMATION. Los métodos de control de estos robots industriales son más o menos similares a los de las máquinas herramienta CNC, pero sus características de apariencia son muy diferentes. Están compuestos principalmente por manos y brazos parecidos a los humanos.

En 1965, Robots del MIT demostró el primer sistema robótico con un sensor de visión que podía identificar y localizar bloques de construcción simples.

Perro robot

En 1967, Japón estableció la Asociación de Investigación de Manos Artificiales (ahora rebautizada como Asociación de Investigación de Mecanismos Biomiméticos), y ese mismo año se celebró la primera Conferencia Académica Japonesa de Robótica.

La primera Conferencia Académica Internacional sobre Robots Industriales se celebró en Estados Unidos en 1970. Después de 1970, la investigación sobre robots se popularizó rápida y ampliamente.

En 1973, Richard Haun de Cincinnati Milacron construyó el primer robot industrial controlado por una pequeña computadora. Era accionado hidráulicamente y podía levantar una carga útil de hasta 45 kilogramos.

No fue hasta 1980 que los robots industriales se hicieron verdaderamente populares en Japón, por lo que ese año fue llamado el “Año de los Robots”.

Posteriormente, los robots industriales se han desarrollado enormemente en Japón, y Japón se ha ganado la reputación de "el reino de los robots".

Sumergible autónomo

Con el rápido desarrollo de la tecnología informática y la tecnología de inteligencia artificial, la funcionalidad y el nivel técnico de los robots han mejorado enormemente, y la visión de los robots móviles y las tecnologías robóticas como ya que el tacto y el tacto son representantes típicos. Debido al desarrollo de estas tecnologías se ha impulsado la extensión del concepto de robot. En la década de 1980, los sistemas con capacidad de sentir, pensar, tomar decisiones y actuar se denominaban robots inteligentes, lo cual es un concepto general con una amplia gama de significados. Este concepto no solo guía la investigación y aplicación de la tecnología robótica, sino que también brinda a la tecnología robótica un enorme espacio para un mayor desarrollo. Han surgido uno tras otro robots submarinos, robots espaciales, robots aéreos, robots terrestres, microrobots y otros robots para diversos fines. , muchos sueños se hicieron realidad. La difusión y penetración de la tecnología robótica (como la tecnología de detección, la tecnología inteligente, la tecnología de control, etc.) en varios campos ha formado una variedad de nuevas máquinas: las máquinas robóticas. La actual interacción e integración con la tecnología de la información ha dado lugar a los nombres de "robots de software" y "robots de red", lo que también ilustra la vitalidad innovadora de los robots.

Manos de robot

Si un robot quiere imitar parte de las características de comportamiento de los animales, naturalmente debería tener parte de las funciones del cerebro animal. El cerebro del robot es la computadora que conocemos. Pero no basta con tener un ordenador dando órdenes: lo más básico es equipar al robot con varios órganos sensoriales. Aquí nos centramos en presentar las "manos" y los "pies" del robot.

El robot debe tener "manos" y "pies" para que pueda moverse según las "comandos" que le da el ordenador. "Manos" y "pies" no son sólo un mecanismo para ejecutar órdenes, también deben tener la función de reconocimiento, que es lo que solemos llamar "tacto". Dado que los órganos auditivos y visuales de los animales y los humanos no pueden percibir toda la información natural, los órganos táctiles existen y se desarrollan. Los animales dependen de sus órganos táctiles para sentir la suavidad, dureza, frialdad, calor, etc. de los objetos. Cuando no puedes ver un objeto claramente en la oscuridad, a menudo tienes que tocarlo con las manos para descubrirlo. Para que el cerebro controle las manos y los pies para completar las tareas designadas, la información obtenida del tacto de las manos y los pies también debe retroalimentarse al cerebro para ajustar los movimientos y hacerlos apropiados. Por tanto, las manos que instalemos en el robot deben ser un par de "manos" diestras, que puedan "tocar" y tener capacidad de reconocimiento.

Las manos de los robots generalmente están compuestas por palmas cuadradas y dedos articulados. Para hacerlo táctil, se instalan elementos sensibles al tacto con contactos elásticos (como dinamómetros de resorte sensibles) en la palma y los dedos. Si desea sentir calor y frío, también puede instalar un sensor térmico. Cuando se toca un objeto, el elemento táctil emite una señal de contacto; en caso contrario, no emite ninguna señal.

Un delicado potenciómetro (un componente que utiliza la rotación para cambiar la resistencia de un circuito y así generar una señal de corriente) está instalado en el eje de conexión de cada nudillo. Puede convertir el ángulo de flexión del dedo en "información de flexión de forma". La información de flexión de la forma y la "información de contacto" generada por cada nudillo se envían a la computadora electrónica. Mediante cálculos, se puede juzgar rápidamente la forma y el tamaño del objeto agarrado por el manipulador.

Ahora, la mano del robot tiene diestras articulaciones de dedos, muñecas, codos y omóplatos, que pueden estirarse y balancearse con flexibilidad, y la muñeca también puede girar y doblarse. El peso de lo que se agarra también se puede sentir a través de sensores en los dedos. Se puede decir que ya tiene muchas funciones de la mano humana.

En muchas situaciones reales, estos complejos dedos artificiales de múltiples secciones no son necesariamente necesarios, sino sólo dedos en forma de pinza que pueden alcanzar y mover objetos desde varios ángulos. En 1966, la Marina estadounidense utilizó el robot "Covo" equipado con dedos artificiales en forma de pinza para recuperar una bomba de hidrógeno que cayó en las costas españolas debido a un accidente aéreo desde una profundidad de 750 metros. En 1967, la nave espacial estadounidense "Probe 3" envió a la Luna un robot operado de forma remota. Bajo el control de personas en la Tierra, puede extraer muestras de suelo desde una profundidad de 40 centímetros en la superficie lunar en un área de aproximadamente dos metros cuadrados y colocarlas en lugares prescritos. También puede realizar análisis preliminares de las muestras. , como determinar la calidad del suelo, dureza, peso, etc. Allanó el camino para que la nave espacial tripulada "Apolo" aterrizara en la luna.

Ojos de robot

Los ojos humanos son ventanas de percepción. Más del 80% de la información obtenida por los humanos se basa en la visión. ¿Se pueden crear "ojos artificiales" para que las máquinas también puedan obtener imágenes? Cómo los humanos pueden leer, dividir y ver las cosas es una cuestión importante en la automatización inteligente. La teoría, los métodos y las técnicas de reconocimiento automático se denominan reconocimiento de patrones. El llamado patrón se refiere al evento o proceso identificado. Puede ser una entidad física, como texto, imágenes, etc., o puede ser una entidad virtual abstracta, como el clima, etc. El sistema de reconocimiento de la máquina es similar al sistema visual humano y consta de adquisición de información, procesamiento de información y extracción de características, clasificación de decisiones y otras partes.

Reconocimiento automático

Como todos sabemos, los trabajadores de la oficina de correos deben clasificar las cartas que se colocan en el buzón antes de poder enviarlas a varios lugares. Una persona sólo puede clasificar entre 2.000 y 3.000 cartas al día. Ahora, utilizando la clasificación automática, la eficiencia se puede mejorar más de diez veces. El principio del reconocimiento de caracteres por máquina es más o menos similar al proceso de reconocimiento de caracteres humanos. Primero analice el código postal ingresado y extraiga las características. Si la entrada es de 6 caracteres, la característica es que hay un círculo en la parte inferior y un camino recto o un giro en la parte superior izquierda. El segundo paso es la comparación, es decir, comparar estas características con las características de los diez símbolos originalmente especificados en la máquina del 0 al 9. El número que tiene las características más similares es ese número. Este tipo de reconocimiento en realidad se denomina clasificación. En la teoría del reconocimiento de patrones, este método se denomina método de reconocimiento estadístico.

Además de utilizarse en el sistema postal, los resultados de la investigación sobre el reconocimiento robótico también se pueden utilizar en la entrada directa de programas escritos a mano, automatización de oficinas gubernamentales, totales bancarios, estadísticas, composición tipográfica automática, etc.

Reconocimiento de dibujos de máquinas

El procesamiento de piezas de las máquinas herramienta existentes depende completamente de que el operador lea los dibujos. ¿Se puede utilizar un robot para identificar dibujos? Este es el problema del reconocimiento de imágenes por máquina. Además de los métodos estadísticos mencionados anteriormente, a los métodos de reconocimiento automático de imágenes también pertenecen los métodos lingüísticos, que se basan en la conexión entre la visión y el lenguaje en el proceso de reconocimiento humano. Descomponer la imagen en algunos elementos básicos como líneas rectas, diagonales, polilíneas, puntos, arcos, etc., y estudiar las reglas según las cuales forman la imagen. Es decir, partiendo de la estructura, comprobar qué tipo de "oración". patrón" al que pertenece la imagen que se va a reconocer y si se ajusta a la sintaxis preespecificada. Según este principio, si la sintaxis es correcta, se puede reconocer.

El reconocimiento automático de imágenes tiene una amplia gama de campos de aplicación en la industria moderna, la agricultura, la defensa nacional, los experimentos científicos y el tratamiento médico, implica una gran cantidad de problemas de procesamiento y reconocimiento de imágenes.

Reconocimiento automático de objetos

El reconocimiento automático de objetos es un sistema de reconocimiento tridimensional. Generalmente, se utiliza una cámara de televisión como sistema de entrada de información. Según el principio de que las personas dependen principalmente de información de luz y oscuridad, información de color, información de distancia, etc. para reconocer escenas, el sistema para el reconocimiento automático de objetos también ingresa estos tres tipos de información, pero el método es diferente. Debido a las diferentes direcciones de disparo de las cámaras de televisión, se pueden obtener varios gráficos, como extraer el número de aristas, el número de vértices, el número de grupos de líneas paralelas y otras características únicas del cubo, y hacer referencia a las características del objeto. tabla almacenada en la computadora de antemano. El cubo está identificado.

Actualmente, las máquinas pueden reconocer objetos de formas simples. También se han producido avances en los trabajos de investigación sobre el reconocimiento de objetos de formas complejas, como objetos curvos y componentes electrónicos, así como el reconocimiento de escenas exteriores.

El reconocimiento de objetos se utiliza principalmente para la inspección del aspecto de productos industriales, clasificación y montaje de piezas de trabajo, etc.

Nariz de robot

Las personas pueden oler el olor de las sustancias y distinguir la composición química de las sustancias circundantes. Todo esto se logra mediante la parte del molde adhesivo del conducto nasal superior. En esta zona de la nariz humana hay cinco millones de células olfativas distribuidas en un área de sólo cinco centímetros cuadrados. Las células olfativas son estimuladas por sustancias y generan impulsos nerviosos que se transmiten al cerebro, dando como resultado el sentido del olfato. La nariz humana es en realidad un analizador de gases muy sofisticado. La nariz humana es bastante sensible, incluso si se pone una parte de 25 mil millones de etilmercaptano (una sustancia química especial con un olor inusual) en un litro de agua, la nariz humana puede olerlo.

La nariz del robot también está formada por un analizador de gases automático. Nuestro país ha desarrollado con éxito un instrumento olfativo. Este analizador de gases no solo puede oler más de 40 tipos de gases como la acetona y el cloroformo, sino que también puede oler el monóxido de carbono (es decir, no podemos olerlo pero puede causar la muerte). gas). Este olfatómetro tiene una sonda hecha de dióxido de estaño, cloruro de paladio y otras sustancias sinterizadas (equivalente a un molde de pegamento nasal). Cuando encuentra ciertos tipos de gas, su resistencia cambia, de modo que puede realizar las indicaciones correspondientes a través de circuitos electrónicos y alarmar con luz o sonido. Al mismo tiempo, este sensor olfativo también se puede utilizar para detectar la ubicación de fugas de aire en tuberías enterradas bajo tierra.

En la actualidad existen muchos tipos de analizadores de gas automáticos fabricados utilizando diversos principios, que se utilizan ampliamente para detectar gases venenosos, analizar componentes de gas en cabinas de naves espaciales y monitorear el medio ambiente.

Los principios y visualizaciones de estos analizadores de gases están relacionados con fenómenos eléctricos, por eso la gente los llama narices electrónicas. Combinando una nariz electrónica con una computadora electrónica, se puede crear el sistema olfativo de un robot.

Oídos de robot

Los oídos humanos son los órganos sensoriales superados por los ojos. Las ondas sonoras llegan al tímpano y provocan impulsos en los nervios auditivos. Los impulsos se transmiten al área auditiva. ​​el cerebro, provocando así la audición humana. Las orejas de los robots suelen fabricarse con "micrófonos" o grabadoras. El oído de un robot teledirigido enviado al espacio es en sí mismo un receptor de radio.

Los oídos humanos son muy sensibles. El sonido más débil que podemos oír ejerce una presión sobre el tímpano de sólo unas milmillonésimas de kilogramo por centímetro cuadrado. Esta presión es sólo unas pocas milmillonésimas de la presión atmosférica. Sin embargo, el "oído" hecho de un material piezoeléctrico llamado titanato de bario es más sensible que el oído humano. Incluso las ondas sonoras reflejadas por algo tan pequeño como una cerilla pueden "escucharse" claramente. Si se utilizan estos oídos para controlar los depósitos de grano, se puede "escuchar" con precisión el sonido de un pequeño insecto que se arrastra entre dos y tres kilogramos de grano.

La razón por la que los "oídos" hechos de materiales piezoeléctricos pueden escuchar sonidos es que el material piezoeléctrico puede generar voltaje cuando se somete a tensión o presión, y este voltaje puede provocar cambios en el circuito. Esta característica se llama efecto piezoeléctrico. Cuando se estira o comprime continuamente bajo la acción de ondas sonoras, se genera una corriente que cambia con el cambio de la señal sonora. Esta corriente es amplificada por un amplificador y enviada a la computadora electrónica (equivalente al área auditiva de). el cerebro humano) para su procesamiento, el robot puede escuchar el sonido.

Pero poder escuchar sonidos es sólo el primer paso. Lo más importante es poder reconocer diferentes sonidos. En la actualidad, la gente ha desarrollado con éxito un dispositivo que puede reconocer el habla continua. Puede reconocer la voz de alguien que no es una persona específica en un porcentaje del 99%. Esta tecnología permite que las computadoras electrónicas comiencen a "obedecer". Esto reducirá en gran medida los requisitos especiales para los operadores de computadoras electrónicas. El operador puede dar instrucciones directamente a la computadora electrónica con su boca, lo que cambia la situación en la que las manos y los ojos están ocupados mientras la boca y los oídos están inactivos al operar la máquina. Una persona puede usar su voz para controlar máquinas en todas las direcciones al mismo tiempo, y también puede dar instrucciones a las máquinas de arriba y de abajo al mismo tiempo, y no requiere iluminación, por lo que es muy adecuado para trabajar de noche o bajo tierra. Esta tecnología también ha acelerado enormemente el proceso de automatización de servicios como la respuesta automática de llamadas, la reserva de billetes y la búsqueda de información.

La gente todavía está investigando cómo permitir que los robots identifiquen los estados mentales de las personas a través de sonidos. La gente espera que los robots del futuro no solo comprendan lo que la gente dice, sino que también comprendan la alegría, la ira, la sorpresa, la vacilación y las emociones de la gente. Ambigüedad y otras emociones. Estos aportarán un gran espacio de desarrollo a la aplicación de robots.

Sin robots, las personas se convertirán en máquinas

Con el desarrollo de la sociedad, la división social del trabajo se vuelve cada vez más detallada, especialmente en la producción moderna a gran escala, algunas personas simplemente. Máquinas atornilladoras todos los días. Una tuerca en la misma parte, algunas personas simplemente conectan un hilo durante todo el día, tal como lo demostró la película "Modern Times", la gente se siente constantemente alienada y comienzan a ocurrir diversas enfermedades profesionales. Por eso la gente espera firmemente utilizar algún tipo de máquina para trabajar en lugar de ellos mismos. Entonces la gente desarrolló robots para reemplazar a las personas en tareas aburridas, monótonas y peligrosas. Debido a la llegada de los robots, algunos trabajadores perdieron sus trabajos originales, por lo que algunas personas se volvieron hostiles a los robots. "Cuando los robots empiecen a trabajar, habrá gente que se quedará sin trabajo". No sólo en nuestro país, sino también en algunos países desarrollados, como Estados Unidos, hay quienes opinan lo mismo. De hecho, esta preocupación es innecesaria. Cualquier maquinaria y equipo avanzado mejorará la productividad laboral y la calidad de los productos, creará más riqueza social e inevitablemente brindará más oportunidades de empleo. Esto lo ha demostrado la historia del desarrollo de la producción humana. La aparición de cualquier cosa nueva tiene ventajas y desventajas, pero las ventajas superan a las desventajas y la gente las reconoce rápidamente. Por ejemplo, la aparición de los automóviles no sólo ha eliminado parte del negocio de los conductores de rickshaws y porteadores, sino que también provoca a menudo accidentes automovilísticos, lo que supone una amenaza para la vida humana y la propiedad. Aunque la gente ha visto estas deficiencias de los coches, todavía es