Робот — автоматическая машина¶

Робот — автоматическое устройство, способное к автономному или полуавтономному выполнению операций, ранее выполнявшихся человеком или требующих интеллектуальных действий. Термин происходит от чешского слова robota («принудительный труд, барщина»), введённого Карелом Чапеком в пьесе «R.U.R.» (1920). В широком смысле роботами называют любые механические устройства с программным управлением — от промышленных манипуляторов до бытовых пылесосов.

¶Происхождение термина

Слово «робот» ввёл в употребление чешский писатель Карел Чапек в пьесе «Россумские универсальные роботы» (R.U.R., 1920), написанной совместно с братом Йозефом Чапеком. В пьесе роботами называли искусственных людей-биороботов, созданных для тяжёлого труда и восставших против создателей. Идея механического слуги существовала и раньше — в мифологиях, в «Големе» Густава Майринка (1915), в автоматонах Вольфа и Кампана («Восстание машин», 1920), но именно Чапек закрепил термин.

¶Классификация

Роботов принято разделять по нескольким признакам.

По степени автономности:

• Программно-управляемые — выполняют жёстко заданную последовательность операций (промышленные манипуляторы);
• Адаптивные — способны менять поведение в зависимости от условий среды с помощью датчиков;
• Интеллектуальные — обучаются и принимают решения на основе анализа данных.

По области применения:

• Промышленные — сварочные, сборочные, окрасочные, паллетизаторы;
• Сервисные — бытовые (пылесосы, газонокосилки), медицинские, военные, подводные, космические;
• Мобильные — передвигающиеся по земле, воде, воздуху, в космосе;
• Манипуляторы — стационарные устройства с одной или несколькими руками.

По типу конструкции:

• Гуманоидные — форма, напоминающая человека;
• Манипуляторы — промышленные «руки» на станине;
• Многоногие — шестиногие и четырёхногие платформы;
• Колёсные и гусеничные — мобильные наземные платформы;
• Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) — дроны.

¶Устройство

Любой робот состоит из нескольких ключевых элементов:

• Исполнительные механизмы — двигатели, сервоприводы, гидро- и пневмоцилиндры, обеспечивающие движение;
• Датчики — камеры, лидары, гироскопы, датчики расстояния, силовые сенсоры, воспринимающие среду;
• Система управления — компьютер или микроконтроллер, обрабатывающий данные и выдающий команды;
• Программное обеспечение — алгоритмы управления, распознавания образов, планирования траекторий;
• Источники энергии — аккумуляторы, сеть, топливо.

Современные роботы используют методы машинного обучения и искусственного интеллекта для распознавания объектов, планирования действий и взаимодействия с человеком.

¶История

Первые механические устройства, напоминающие роботов, создавались ещё в античности — например, автоматические фонтаны Герона Александрийского. В Новое время появились сложные автоматоны: «Писающий мальчик» Вольфганга фон Кемпелена (1770), музыкальные шкатулки, часовые механизмы.

В XX веке развитие электротехники и вычислительной техники сделало роботов реальностью:

• 1921 — пьеса Чапека «R.U.R.»;
• 1948 — Уильям Грей Уолтер создал «черепашек» — автономных мобильных роботов с простейшей нейронной логикой;
• 1954 — Джозеф Энгельбергер запатентовал первый промышленный робот-манипулятор Unimate;
• 1961 — Unimate запущен на заводе General Motors;
• 1969 — Стэнфордский университет разработал «Стэнфордскую руку» — первый электрический робот-манипулятор с прямым кинематическим управлением;
• 1969 — Шейки Сава из Токийского университета создал двуногого робота;
• 1997 — марсоход NASA Sojourner достиг Марса;
• 2000-е — Honda показала гуманоида ASIMO;
• 2011 — робот Curiosity высадился на Марсе;
• 2020-е — развитие гуманоидных роботов (Tesla Optimus, Figure, Unitree), роботов-андроидов и систем с большими языковыми моделями.

¶Применение

Промышленные роботы применяются на автомобильных заводах для сварки, сборки и окраски кузовов. По данным Международной федерации робототехники (IFR), в мире эксплуатируется более 3,9 млн промышленных роботов (2022), при этом лидерами по плотности роботизации являются Республика Корея, Сингапур, Япония и Германия.

В медицине используются хирургические роботы (например, da Vinci), реабилитационные экзоскелеты, роботы-протезы. В сельском хозяйстве — роботы для дойки, сортировки, мониторинга посевов. В быту — пылесосы-роботы, газонокосилки, роботы-помощники для пожилых людей. В военной сфере — разминирование, разведка, беспилотные летательные аппараты. В космосе — роботы-манипуляторы на МКС (Canadarm), марсоходы, планетоходы.

В России разработкой роботов занимаются Центр им. А. Л. Чижева, Институт проблем телемеханики РАН, компании «Андроботика», «РобоЦентр», «Техноробот» и другие. В 2021 году принята национальная инициатива «Робототехника» — программа развития роботизации экономики до 2025 года.

¶Робот в культуре

Образ робота стал одним из ключевых в научной фантастике: «Я, робот» Айзека Азимова (1950) сформулировал Три закона робототехники; «Доктор Стрэнджлав» Стэнли Кубрика, «Терминатор», «Матрица», «Искусственный интеллект» Стивена Спилберга исследуют тему отношений человека и машины. В японской культуре гуманоидные роботы воспринимаются нейтрально или положительно, в западной — часто как угроза.

¶См. также

• Искусственный интеллект
• Автоматика
• Кибернетика
• Беспилотный транспорт

¶Источники

• Чапек К. R.U.R. — Прага, 1920.
• Asimov I. I, Robot. — Doubleday, 1950.
• Международная федерация робототехники (IFR), World Robotics 2023.
• Энгельбергер J. Robotics in Practice. — 1980.
• Большая российская энциклопедия, т. «Робототехника».