Conocimientos sobre robots

Con el sonido de la campana de Año Nuevo en 2001, la gente ha entrado en el siglo XXI con pasos sólidos. En el umbral del cambio de siglo, mirando hacia el pasado y mirando hacia el futuro, estamos llenos de emociones y pensamientos...

En el siglo XX, la humanidad ha logrado logros brillantes , desde el establecimiento de la teoría cuántica y la relatividad, la aplicación de la energía atómica, el descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN, el rápido desarrollo de la tecnología de la información y la elaboración de un borrador de trabajo del genoma humano, la ciencia y la tecnología del mundo. ha sufrido profundos cambios. Se han logrado importantes avances en tecnología de la información, biotecnología, nueva tecnología de materiales, tecnología de fabricación avanzada, tecnología marina y tecnología aeroespacial, que han mejorado enormemente la productividad social.

La tecnología robótica, como uno de los mayores inventos del siglo XX, ha logrado grandes avances después de 40 años de desarrollo desde su llegada a principios de los años 60. Después de experimentar el período de nacimiento, crecimiento y madurez, los robots industriales se han convertido en un equipo central indispensable en la industria manufacturera. Hay aproximadamente 750.000 robots industriales en el mundo que luchan codo a codo con trabajadores y amigos en diversos frentes. Como estrella en ascenso en la familia de robots, los robots especiales tienen un gran potencial para ponerse al día debido a su amplia gama de usos. Robots humanoides, robots agrícolas, robots de servicio, robots submarinos, robots médicos, robots militares, robots de entretenimiento y otros robots especiales para diversos fines han aparecido uno tras otro y avanzan hacia la practicidad a gran velocidad.

La gente suele preguntar por qué se desarrollan los 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 que los humanos no pueden o no pueden hacer bien. En la vida real, algunos trabajos pueden causar daños al cuerpo humano, como pintar, cargar objetos pesados, etc. Algunos trabajos requieren alta calidad y es difícil que las personas sean competentes durante mucho tiempo, como la soldadura de automóviles y el ensamblaje de precisión. Parte del personal no puede estar presente, como la exploración de volcanes, la exploración de aguas profundas, la exploración espacial, etc. Algunos trabajos no son adecuados para que las personas los realicen, como algunos entornos hostiles, algunos trabajos aburridos y repetitivos, etc. Todos estos son lugares donde los robots pueden mostrar sus talentos. Los robots de servicio también pueden tratar sus enfermedades, cuidar su salud, limpiarlo y mantenerlo seguro. Los robots submarinos pueden ayudar a rescatar barcos hundidos y tender cables; los robots de ingeniería pueden cavar agujeros en las montañas y construir carreteras; los robots agrícolas pueden cultivar, sembrar, fertilizar y matar insectos; los robots militares pueden tomar la iniciativa en minas y bombas... p>

Actualmente existe mucha confusión sobre los robots en la sociedad. Algunas personas piensan que los robots pueden hacer cualquier cosa. Estos amigos conocen robots de películas, series de televisión y novelas. A sus ojos, los robots son máquinas omnipotentes. Cuando vean robots reales, pensarán que los robots actuales son demasiado comunes para ser llamados robots. Algunas personas piensan que los robots son seres humanos y deben tener forma de adultos. ¿Cómo pueden llamarse robots si no parecen humanos? Sin embargo, la mayoría de los robots en realidad no se parecen a los humanos, lo que decepciona a muchos entusiastas de los robots. Algunas personas piensan que cuando se empleen robots, los trabajadores serán despedidos e implícitamente consideran a los robots como competidores. No esperaban que los robots pudieran hacer muchas cosas útiles para los humanos, promover el desarrollo de industrias y crear más oportunidades de empleo para los humanos.

La definición de robot

En el mundo científico y tecnológico, los científicos darán una definición clara de cada término científico. Sin embargo, han pasado décadas desde la aparición de los robots, y ahí. Todavía hay opiniones diferentes sobre la definición de robots, no hay una opinión unificada. Una razón es que los robots todavía están evolucionando y constantemente surgen nuevos modelos y nuevas características. La razón fundamental es que los robots involucran el concepto de humano y se convierten en una pregunta filosófica de difícil respuesta. Así como la palabra robot nació originalmente 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 creación.

Comandos de robots

De hecho, no es que la gente no quiera dar una definición completa a los robots. Desde la creación de los robots, la gente ha intentado explicar qué son los robots. 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 esta máquina humanoide "Android" en su novela "La víspera del futuro", que consta de cuatro partes:

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

2. Plan de modelado (cubierta metálica con articulaciones que se mueven libremente, una especie de armadura); p> p>

3. Músculos artificiales (la armadura superior tiene varias formas del cuerpo, venas, sexo, etc.

4. pelo, 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", que significa esclavo. La obra predijo el trágico impacto del desarrollo de los robots en la sociedad humana, atrajo una gran atención y se considera el origen del término robot. En la obra, el robot trabaja silenciosamente según las órdenes de su dueño, sin emociones ni vínculos familiares, y realiza trabajos pesados ​​de manera insípida. Más tarde, Rosam logró dotar de emociones a los robots, lo que provocó un rápido aumento en el número de aplicaciones de robots. Los robots se han convertido en una parte integral de las tareas domésticas y de fábrica. Los robots descubrieron que los humanos eran muy egoístas e injustos y finalmente se rebelaron. Los robots son tan superiores física y mentalmente que destruyen a la humanidad.

Pero el robot no sabía cómo construirse y pensó que estaba a punto de extinguirse, por lo que empezó a buscar supervivientes humanos, pero fue en vano. Finalmente, un par de robots masculinos y femeninos con una sensibilidad superior se enamoraron. En ese momento, los robots evolucionaron hasta convertirse en humanos y el mundo volvió a la vida.

Capec planteó los temas de seguridad, percepción y 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, es probable que la sociedad humana se enfrente a esta realidad.

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

1.

2. Los robots deben obedecer órdenes humanas, excepto aquellas que violen el Artículo 1;

3. Los robots deben poder protegerse, excepto aquellas que entren en conflicto con el Artículo 1.

Este es un programa de ética para 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 1967-65438, se propusieron dos definiciones representativas. En primer lugar, Masahiro Mori y Zhou Ping de Hotan propusieron: "Un robot es una máquina flexible con siete características: movilidad, individualidad, inteligencia, universalidad, semimecanicidad, semihumanidad, automatización y servilismo". A partir de esta definición, Masahiro Mori propuso 10 características para representar la imagen de los robots, como son la automatización, la inteligencia, la individualidad, el semimecanismo, la semihumanidad, la operabilidad, la universalidad, la información, la flexibilidad, la finitud y la movilidad. Otra propuesta de Ichiro Kato es que se llama robot a una máquina que cumple las siguientes tres condiciones:

1. Un individuo con cerebro, manos y pies

2. sensor sin contacto (los ojos y los oídos reciben información remota) y sensores de contacto;

3. Sensores con sentido de equilibrio y sentido inherente.

Robot ceremonial

Esta definición enfatiza que el robot debe ser humanoide, es decir, trabajar con las manos, moverse con los pies y el cerebro completa un comando unificado. 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 inherente 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 porque tiene cierto grado de ambigüedad. Los animales generalmente poseen estos elementos, por lo que cuando entendemos a los robots como máquinas humanoides, también podemos entenderlos en términos generales como máquinas con apariencia animal.

En 1988, Espiau definió los robots como: "La robótica se refiere al diseño de un sistema operativo que puede planificarse de antemano a partir de la información de los sensores, y al uso de este sistema como objeto de investigación".

La definición de robots industriales de la Organización Internacional de Normalización en 1987 es: "Los robots industriales son manipuladores programables con operaciones de control automático y funciones de movimiento que pueden completar diversas operaciones".

Chino Los científicos La definición de robot es: "Un robot es una máquina automatizada, pero la diferencia es que tiene algunas capacidades inteligentes similares a las de los humanos o los seres vivos, como la percepción, la planificación, la acción y la coordinación. Es una máquina automatizada altamente flexible. ". En el proceso de investigación y desarrollo de robots que trabajan en entornos desconocidos e inciertos, la gente se ha dado cuenta gradualmente de que la esencia de la tecnología robótica es la combinación de tecnologías 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 comienza a penetrar en diversos campos de las actividades humanas. Combinando las características de aplicación de estos campos, la gente ha desarrollado varios robots especiales y máquinas inteligentes con capacidades de percepción, toma de decisiones, acción e interacción, como robots móviles, microrobots, robots submarinos, robots médicos, robots militares, robots espaciales aéreos, robots de entretenimiento, etc. Robots, etc. La adaptabilidad a diferentes tareas y entornos especiales también es una diferencia importante entre los robots y los equipos de automatización general. Estos robots están muy lejos de los robots humanoides y robots industriales originales en apariencia, y están más en línea con los requisitos especiales de diversos campos de aplicación. Sus funciones e inteligencia se han mejorado enormemente, abriendo un espacio de desarrollo más amplio para la tecnología robótica.

Song Jian, presidente de la Academia China de Ingeniería, señaló: "El progreso y la aplicación de la tecnología robótica es el logro más convincente del control automático en el siglo XX, y es automatización en el sentido más elevado". del mundo contemporáneo." La tecnología robótica integra los resultados de desarrollo de múltiples disciplinas y representa la vanguardia del desarrollo de alta tecnología. Su continua expansión en los campos de aplicación de la vida humana está provocando una nueva comprensión del papel y el impacto de los robots en todo el mundo.

Clasificación de robots

No existe un estándar internacional unificado sobre cómo clasificar los robots. Algunos robots se clasifican por peso de carga, otros por método de control, otros por grados de libertad, otros por estructura y otros por campos de aplicación. El método de clasificación general se muestra en la tabla:

Nombre de clasificación

Breve descripción

Robot operativo

Control automático, programación repetible, multifunción, Varios grados de libertad, fijos o móviles, para sistemas de automatización asociados.

Robot programado

Controla los movimientos mecánicos del robot en secuencia de acuerdo con la secuencia y condiciones pre-requeridas.

Enseñar y copiar robots

Mediante guía u otros métodos, primero enseñe al robot a actuar, ingrese el programa de trabajo y el robot repetirá automáticamente la operación.

Robot CNC

No es necesario hacer mover el robot. Al robot se le enseña a través de valores numéricos y lenguaje, y el robot funciona de acuerdo con la información enseñada.

Robot controlado sensorialmente

La información obtenida por el sensor se utiliza para controlar los movimientos del robot.

Robot de control adaptativo

Los robots pueden adaptarse a los cambios del entorno y controlar sus propias acciones.

Aprender a controlar robots

Los robots pueden "experimentar" la experiencia laboral y tener ciertas funciones de aprendizaje, y aplicar la experiencia "aprendida" al trabajo.

Robot inteligente

Un robot cuyas acciones están determinadas por la inteligencia artificial.

Según el entorno de aplicación, los expertos chinos en robótica dividen los robots en dos categorías: 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 para servir 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 ser sistemas independientes, como los robots de servicio, los robots submarinos, los robots militares y los robots de microoperaciones.

En la actualidad, los académicos internacionales en robótica dividen los robots en dos categorías en términos de entorno de aplicación: robots industriales en entornos de fabricación y servicios, y robots humanoides en entornos no de fabricación. Esto es coherente con la clasificación de mi país.

Robots antiguos

La aparición de la palabra robot y el primer robot industrial del mundo se producen 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 construir una máquina que parezca un humano para realizar diversos trabajos en lugar de humanos.

Soporte de máquina

Durante la dinastía Zhou occidental, Yan, un hábil artesano chino, desarrolló un artista que podía cantar y bailar. Este fue el primer robot registrado en China.

A finales del Período de Primavera y Otoño, Lu Ban, un famoso carpintero chino, era también un inventor mecánico. Según los libros mohistas, una vez hizo un pájaro de madera que podía volar en el aire durante "tres días", lo que reflejaba la sabiduría de nuestros trabajadores.

En el siglo II a. C., los antiguos griegos inventaron en Alejandría el robot más primitivo: el robot automático. Es una estatua en movimiento impulsada por la presión del agua, el aire y el vapor. Puede abrir puertas por sí solo y cantar con 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 Mili. En el plan, el carro del tambor recorre una milla cada vez, el hombre de madera en el carro toca el tambor y la campana suena diez millas cada vez.

Durante el período de los Tres Reinos de la dinastía Han posterior, Zhuge Liang, el primer ministro del Reino Shu, creó con éxito el "buey de madera y el caballo flotante" y lo utilizó para transportar raciones para apoyar la guerra que se avecinaba. .

En 1662, Takeda Kone utilizó la tecnología del reloj para inventar un muñeco robot automático y lo representó en Dotonbori, Osaka.

En 1738, un talentoso técnico francés llamado Jack Day Waxon inventó un pato robótico que podía graznar, nadar, beber, comer y excretar. La intención original de Watson era mecanizar funciones biológicas y realizar análisis médicos.

Robot de escritura

Entre los muñecos automáticos de la época, los más destacados fueron el relojero suizo Jack Dolores y su hijo Leigh Louis Dolores. Desde 65438 hasta 0773, lanzaron sucesivamente muñecos de escritura automática y muñecos de juego automático. Las muñecas automáticas que crearon se hicieron utilizando los principios de engranajes y mecanismos de relojería. Algunos dibujaban con pinceles y colores, y otros usaban plumas de ganso mojadas en tinta para escribir. Con sus exquisitas estructuras y magníficos trajes, eran populares 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 es una muñeca que se encuentra en el Museo Histórico de Nouchâtil, Suiza. Fue hecho hace 200 años. Los diez dedos de ambas manos pueden presionar las teclas del órgano para tocar música. Ahora se toca regularmente para que los turistas lo disfruten, mostrando la sabiduría de los antiguos.

A mediados del siglo XIX, las muñecas automáticas se dividieron en dos escuelas principales: la ciencia ficción y la producción mecánica, cada una de las cuales encontró su propio lugar en la literatura, el arte y la tecnología moderna. En 1831, Goethe publicó "Fausto" y creó el humano artificial "Hermon Cruz"; en 1870, Hoffmann publicó la obra "Gabriella" con un muñeco automático "Pinocho" de Collodi; en 1883 se publicó "La víspera del futuro"; fue publicado en 1886. En la fabricación de objetos mecánicos, en 1893, Moore creó el "Steam Man", que dependía del vapor para mover sus piernas en círculos.

Desde el siglo XX, cada vez más personas han prestado atención y apoyado la investigación y el desarrollo de robots, y uno tras otro han aparecido algunos robots adecuados. En 1927, Wentzley, un ingeniero de la American Westinghouse Company, construyó la primera "caja de telégrafos" robótica y la exhibió en la Exposición Universal de Nueva York. Es un robot eléctrico con un transmisor de radio que puede responder algunas preguntas, pero el robot no puede caminar. En 1959 nació en Estados Unidos el primer robot industrial (programable, de coordenadas circulares), abriendo 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 ha promovido el avance de la tecnología de automatización, y uno de los resultados es el nacimiento de las máquinas herramienta CNC en 1952. La investigación sobre el control y las piezas mecánicas relacionadas con las máquinas herramienta CNC sienta las bases para el desarrollo de robots.

Por otro lado, el duro entorno de los laboratorios de energía atómica requiere cierta maquinaria operativa que sustituya a los humanos en la manipulación de materiales radiactivos. En vista de esta demanda, el Instituto de Investigación del Argón de la Comisión de Energía Atómica de los Estados Unidos desarrolló en 1947 un manipulador controlado remotamente y en 1948 un manipulador mecánico maestro-esclavo.

Robot remachador

En 1954, Deval 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 enseñarle con manos humanas, de modo que el robot pueda registrar y reproducir movimientos. Se trata del llamado robot de reproducción docente. Casi todos los robots existentes utilizan este método de control.

Los primeros modelos prácticos (reproducciones didácticas) como productos robóticos fueron el "VERSTRAN" lanzado por la empresa estadounidense AMF en 1962 y el "Unite" lanzado por la empresa estadounidense UNIMATION. Estos robots industriales se controlan de forma similar a las máquinas herramienta CNC, pero sus características de apariencia son bastante diferentes. Están compuestos principalmente por manos y brazos de apariencia humana.

En 1965, los Roborts del MIT demostraron el primer sistema robótico con sensores de visión que podían identificar y localizar bloques de construcción simples.

Perro robot: aéreo

En 1967, Japón estableció la Asociación de Investigación de Protésicas de Mano (ahora rebautizada como Asociación de Investigación de Maquinaria Biomimética). Ese mismo año, se celebró la primera Sociedad de Robótica de Japón.

La primera Conferencia Internacional sobre Robots Industriales se celebró en Estados Unidos en 1970. Después de la década de 1970, la investigación sobre robots ganó una popularidad rápida y generalizada.

En 1973, Richard Horne de Milaclon Corporation de Cincinnati construyó el primer pequeño robot industrial controlado por computadora que era accionado hidráulicamente y podía levantar cargas útiles de hasta 45 kilogramos.

No fue hasta 1980 que los robots industriales se hicieron verdaderamente populares en Japón, por lo que se llamó el "Año del Robot".

Posteriormente, los robots industriales se han desarrollado enormemente en Japón, y Japón se ha ganado la reputación del "Reino de los Robots".

Sumergibles autónomos

Con el rápido desarrollo de la tecnología informática y la tecnología de inteligencia artificial, los robots han mejorado enormemente en función y tecnología. La visión y la visión de los robots móviles y los robots han mejorado enormemente. La tecnología háptica es un ejemplo típico. Como resultado de estos avances tecnológicos, el concepto de robots se ha ampliado. En la década de 1980, los sistemas con capacidad de sentir, pensar, tomar decisiones y actuar se denominaban robots inteligentes, lo cual era un concepto general y amplio. Este concepto no sólo guía la investigación y aplicación de la robótica, sino que también le otorga a la robótica un enorme espacio para su desarrollo en profundidad y amplitud. Han aparecido uno tras otro robots submarinos, robots espaciales, robots aéreos, robots terrestres, microrobots y otros robots para diversos fines, y muchos sueños se han hecho realidad. La tecnología robótica (como la tecnología de detección, la tecnología inteligente, la tecnología de control, etc.) se ha difundido y penetrado en varios campos, formando una variedad de nuevas máquinas: máquinas robóticas. En la actualidad, la interacción e integración con las tecnologías de la información ha dado lugar a los nombres de "robots de software" y "robots de red", que también muestran la vitalidad innovadora de los robots.

Manos de robot

Los robots deben imitar algunas características de comportamiento de los animales y, naturalmente, tienen algunas funciones propias del cerebro de los animales. El cerebro del robot es la computadora que conocemos. Pero no basta con que un ordenador dé órdenes. Lo más básico es instalar varios órganos sensoriales en el robot. Aquí nos centramos en las "manos" y los "pies" del robot.

El robot debe tener "manos" y "pies" para que pueda actuar según las "comandos" que le da el ordenador.

"Manos" y "pies" no son sólo mecanismos para ejecutar órdenes, sino que también tienen la función de reconocimiento, que es lo que solemos llamar "tacto". Debido a que los órganos auditivos y visuales de los animales y los humanos no pueden percibir toda la información natural, los órganos táctiles pueden existir y desarrollarse. Las sensaciones de los animales sobre la suavidad, dureza, frialdad y calor de los objetos dependen del órgano táctil. Cuando no puedes ver las cosas claramente en la oscuridad, a menudo tienes que tocarlas con las manos para encontrarlas. El cerebro necesita controlar las manos y los pies para completar las tareas designadas, y también necesita retroalimentar la información obtenida del tacto de las manos y los pies al cerebro para ajustar los movimientos y hacerlos apropiados. Por lo tanto, deberíamos equipar al robot con un par de "manos" diestras que puedan "tocar" y tener capacidades de reconocimiento.

Las manos de los robots suelen constar de una palma cuadrada y dedos segmentados. Para hacerlo táctil, se instalan elementos sensibles al tacto con contactos elásticos (como células de carga de resorte sensibles) en la palma y los dedos. Si desea sentir calor y frío, también puede instalar sensores térmicos. Cuando se toca un objeto, el elemento táctil emite una señal de contacto, en caso contrario no emite señal. Se instala un potenciómetro de precisión (un componente que cambia la resistencia del circuito mediante la rotación para generar una señal de corriente) en el eje de conexión de cada articulación del dedo, que puede convertir el ángulo de flexión del dedo en "información de flexión de la forma". La información de flexión de la forma y la "información de contacto" generada por cada articulación 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 flexionarse y balancearse libremente, y la muñeca también puede girar y doblarse. A través de los sensores en los dedos, también puedes sentir el peso de las cosas que agarras, lo que se puede decir que son muchas funciones de la mano humana.

En aplicaciones prácticas, muchas veces no hay necesidad de dedos artificiales de múltiples secciones tan complejos, solo un dedo en forma de pinza que puede tocar y mover objetos desde varios ángulos. En 1966, la Marina estadounidense utilizó un robot "Kevo" equipado con dedos artificiales en forma de pinzas para recuperar una bomba de hidrógeno que se estrelló en la costa española tras un accidente aéreo desde una profundidad de 750 metros. En 1967, la nave espacial estadounidense Explorer 3 envió un robot teledirigido a la luna. Bajo el control de personas en la Tierra, puede extraer muestras de suelo con una profundidad de 40 centímetros dentro de aproximadamente dos metros cuadrados de la superficie lunar y colocarlas en lugares designados. También puede realizar análisis preliminares de las muestras, como la determinación del suelo. de dureza y peso. Fue pionera en el aterrizaje de la nave espacial tripulada Apolo en la Luna.

Ojos de Robot

Los ojos humanos son ventanas de percepción, y más del 80% de la información humana se obtiene a través de la visión. Si se pueden crear o no "ojos artificiales" para permitir que las máquinas lean y vean como los humanos 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, que puede ser una entidad física, como texto e imágenes, o una entidad virtual abstracta, como el clima. El sistema de reconocimiento de la máquina es similar al sistema visual humano y consiste en adquisición de información, procesamiento de información y extracción de características, clasificación para la toma de decisiones, etc.

Cultura de la máquina

Como todos sabemos, el personal de la oficina de correos debe 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 letras al día. Ahora, con la clasificación mecánica, la eficiencia se puede aumentar más de diez veces. El principio de alfabetización de las máquinas es similar al principio de alfabetización humana. Primero, se analiza el código postal ingresado y se extraen las características. Si la entrada tiene 6 caracteres, se caracteriza por un círculo en la parte inferior y una línea recta o curva en la esquina superior izquierda. El segundo es la comparación, es decir, comparar estas características con las características de los diez símbolos especificados originalmente del 0 al 9 en la máquina. ¿Qué número tiene las características más similares? Este tipo de reconocimiento se denomina esencialmente clasificación y, en la teoría del reconocimiento de patrones, este método se denomina reconocimiento estadístico.

Los resultados de la investigación sobre alfabetización de robots no solo se pueden utilizar en el sistema postal, sino también en la entrada directa de programas escritos a mano, automatización de oficinas gubernamentales, resúmenes bancarios, estadísticas, composición tipográfica automática, etc.

Reconocimiento de mapas de la máquina

El operador completa completamente las piezas de procesamiento de máquinas herramienta existentes mirando los dibujos. ¿Pueden los robots reconocer dibujos? Este es el problema de la lectura automática.

Además de los métodos estadísticos mencionados anteriormente, también existen métodos lingüísticos, que se basan en la conexión entre la visión y el lenguaje en el proceso cognitivo humano. Descompone la imagen en algunos elementos básicos, como líneas rectas, líneas diagonales, polilíneas, puntos, arcos, etc. , y estudió las reglas de cómo forman imágenes, es decir, comprobando estructuralmente si la imagen a reconocer pertenece a qué "patrón de oración" y si se ajusta a la sintaxis predeterminada. Con base en este principio, es posible identificar si la gramática es correcta.

La lectura automática de imágenes tiene una amplia gama de aplicaciones, que implican una gran cantidad de problemas de procesamiento y reconocimiento de imágenes en la industria moderna, la agricultura, la defensa nacional, los experimentos científicos y el tratamiento médico.

Reconocimiento automático de objetos

El reconocimiento automático de objetos es un sistema de reconocimiento tridimensional. Normalmente, las cámaras de televisión se utilizan como sistemas de entrada de información. Según los principios de que las personas dependen principalmente de información clara y oscura, información de color, información de distancia, etc. , el sistema de identificación de la máquina también introduce estos tres tipos de información, pero de diferentes maneras. Debido a las diferentes direcciones de disparo de las cámaras de televisión, se pueden obtener varios gráficos. Por ejemplo, extrayendo las mismas características de un cubo, como el número de aristas, vértices y líneas paralelas, el cubo se puede identificar haciendo referencia al objeto. tabla de características almacenada en la computadora de antemano.

Actualmente las máquinas pueden reconocer objetos con formas simples. También se han logrado ciertos avances en el reconocimiento de objetos complejos como objetos curvos y componentes electrónicos, así como en el reconocimiento de escenas exteriores. El reconocimiento de objetos se utiliza principalmente para la inspección de la apariencia de productos industriales, la clasificación y el ensamblaje de piezas de trabajo.

Nariz de robot

Los humanos pueden oler el olor de las sustancias y distinguir la composición química de las sustancias circundantes, lo que se logra apoyándose en la parte pegajosa del conducto nasal superior. En esta zona de la nariz humana hay 5 millones de células olfativas en un área de apenas 5 centímetros cuadrados. Las células olfativas son estimuladas por sustancias, generan impulsos nerviosos y los transmiten al cerebro, produciendo así el sentido del olfato. La nariz humana es en realidad un analizador de gases muy preciso. Las narices humanas son muy sensibles. Incluso si se pone una quinta parte de etilmercaptano (una sustancia química especial con un olor inusual) en un litro de agua, el olfato humano puede olerlo.

La nariz del robot también está fabricada a partir de un analizador de gases automático. Nuestro país ha desarrollado con éxito un sensor olfativo que no sólo puede oler más de 40 tipos de gases como la acetona y el cloroformo, sino también el monóxido de carbono (el gas que usamos habitualmente) que las personas no pueden oler pero que pueden causar la muerte. Este sensor olfativo dispone de una sonda fabricada con dióxido de estaño, cloruro de paladio, etc. (equivalente a tira nasal). Cuando encuentra un determinado gas, su resistencia cambia, lo que puede indicarse mediante circuitos electrónicos y alarmar mediante luz o sonido. Al mismo tiempo, a través de este sensor olfativo también podemos encontrar la ubicación de fugas de gas en tuberías enterradas.

En la actualidad, existen muchos tipos de analizadores de gas automáticos fabricados con diversos principios, que se utilizan ampliamente en la detección de gases tóxicos, análisis de la composición del gas de la cabina de naves espaciales, monitoreo ambiental, etc.

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

Oídos de Robot

El oído humano es un órgano sensorial situado junto al ojo. Las ondas sonoras impactan en el tímpano, provocando impulsos del nervio auditivo, que se transmiten al área auditiva del cerebro, provocando así la audición humana. Las orejas de los robots suelen estar hechas de "micrófonos" o grabadoras de audio. El oído de un robot teledirigido enviado al espacio es en sí mismo un receptor de radio.

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

La razón por la que los "oídos" hechos de materiales piezoeléctricos pueden escuchar sonidos es porque el material piezoeléctrico puede generar voltaje cuando se somete a tensión o presión, y este voltaje puede cambiar el circuito. Esta propiedad se llama efecto piezoeléctrico. Cuando se estira o comprime continuamente bajo la acción de ondas sonoras, se genera una corriente eléctrica que cambia con el cambio de la señal sonora.

Esta corriente es amplificada por un amplificador y enviada a una computadora electrónica (equivalente al área de escucha del cerebro humano) para su procesamiento, de modo que el robot pueda escuchar el sonido.

Pero poder escuchar sonidos es sólo el primer paso. Lo que es más importante es poder reconocer diferentes sonidos. En la actualidad, se ha desarrollado con éxito un dispositivo que puede reconocer el habla continua e identificar la voz de una persona no específica con una precisión del 99%. Esta tecnología hace que las computadoras electrónicas sean "obedientes". Esto reducirá en gran medida los requisitos especiales para los operadores de computadoras. El operador puede usar directamente su boca para dar instrucciones a la computadora electrónica, lo que cambia la situación en la que las manos y los ojos de las personas están ocupados mientras su boca y oídos están inactivos cuando operan la máquina. Una persona puede usar la 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. No requiere iluminación, lo que lo hace muy adecuado para trabajos nocturnos o subterráneos. Esta tecnología también acelera enormemente el proceso de respuesta automática de llamadas, reserva de billetes y búsqueda de información.

La gente todavía está estudiando cómo permitir que los robots identifiquen los estados mentales de las personas a través de sus voces. La gente espera que los robots del futuro no sólo puedan entender lo que dice la gente, sino también sus emociones como la alegría, la ira, la sorpresa, la vacilación y la ambigüedad. Esto aportará un enorme espacio de desarrollo a la aplicación de robots.

Sin robots, las personas se convertirían en máquinas.

Con el desarrollo de la sociedad, la división social del trabajo se ha vuelto cada vez más detallada, especialmente en la producción moderna a gran escala. Algunas personas simplemente aprietan una tuerca en el mismo lugar todos los días y otras simplemente conectan un hilo durante todo el día. Como se muestra en la película "Tiempos modernos", la gente se siente constantemente alienada y comienzan a aparecer diversas enfermedades profesionales. Por lo tanto, la gente espera firmemente utilizar algún tipo de máquina para reemplazar su trabajo. Entonces la gente desarrolló robots para reemplazar a las personas en tareas aburridas, monótonas y peligrosas. Debido a la aparición de los robots, algunos trabajadores han perdido sus trabajos originales, por lo que algunas personas se han vuelto hostiles a los robots. "Cuando se contratan robots, se despide a la gente". No sólo en China, sino también en algunos países desarrollados como Estados Unidos, algunas personas también comparten este concepto. 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 demuestra 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 el negocio de algunos conductores de rickshaws y porteadores, sino que también ha provocado frecuentes accidentes automovilísticos, lo que supone una amenaza para la vida humana y la propiedad. Aunque la gente ha visto estas deficiencias del coche, todavía es