Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 12 июля, печатный экземпляр отправим 16 июля
Опубликовать статью

Молодой учёный

Разработка программного обеспечения для решения задач робототехники

Информационные технологии
03.01.2023
120
Поделиться
Библиографическое описание
Разработка программного обеспечения для решения задач робототехники / В. А. Сухотерин, И. А. Полушкина, А. А. Стукалин [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2023. — № 1 (448). — С. 7-10. — URL: https://moluch.ru/archive/448/98537/.


С каждым годом человечество приближалось к эпохе высоких технологий, ведь специалисты постоянно придумывали все более сложные алгоритмы. На сегодняшний день сложно кого-то удивить мощным компьютером, который может посчитать какую-либо задачу, ведь практически у каждого дома есть вычислительная техника в виде различных гаджетов. И наравне с такими гаджетами стоят и роботы, которые все больше и больше входят в нашу повседневную жизнь.

Ключевые слова: робототехника

Робототехника появилась еще в 1948 году в США, когда компания General Electric собрала робота для работы на атомном реакторе. Сегодня роботы проникли практически во все сферы деятельности. В военной промышленности существуют роботы в виде беспилотных летательных аппаратов, которые выполняют функции разведки в ходе тактических операций. В МЧС используются роботы, у которых есть функция обезвреживания мин и разрушения препятствий. В медицине роботы используются для проведения сложных операций, в которых нужна высочайшая точность выполняемых действий.

Примером может послужить робот, созданный в России компанией НПО «Андроидная техника» FEDOR (Skybot F-850). Данная разработка была построена на базе уже существующих моделей SAR-400 и SAR-401 и предназначена для работы в особо опасных зонах, в которых находиться человеку опасно для жизни, а именно в местах с радиационным и химическим заражением. У робота есть достаточно много различных функций, которые не раз демонстрировали конструкторы. Skybot F-850 умеет обращаться с бытовыми приборами, например, может просверлить отверстие дрелью, отрезать железный прут болгаркой, варить металл с помощью сварочного аппарата, также у робота неплохо получается ползать по-пластунски, открывать дверь, водить автомобиль и квадроцикл в автономном режиме. Но самое главное достижение — это отправка на МКС на корабле «Союз МС-14» [1].

Создание робота — очень трудоемкая задача, требующая достаточно много времени, слаженной работы команды по сборке, программированию и тестированию всех механизмов. Очень важно подобрать прочные и легкие материалы для создания корпуса робота, его механизмов и запчастей. Но самое сложное — это процесс обучения робота всем функциям, необходимым для данной модели. К примеру, чтобы научить робота открывать дверь, он должен обзавестись машинным зрением для ориентирования в пространстве. Решением для данной проблемы могут стать датчики для измерения дальности до препятствия, акселерометры и гироскопы, позволяющие роботу держать равновесие относительно плоскости, камеры, с помощью которых робот считывает пространство вокруг себя и через алгоритмы, заложенные в системе, ставит ограничивающие точки. После того как робот сможет начать ориентироваться в пространстве можно начать обучать его передвигаться по помещению. Чтобы робот сделал первые шаги механикам необходимо произвести синхронизацию механизмов в ногах, чтобы каждый из них вступал в действие последовательно, приводя робота в движение. Программистам же нужно написать алгоритм, с помощью которого робот начнет поочередно переносить вес с ноги на ногу и переставлять ноги, делая шаг за шагом. И когда станет доступно свободное и самостоятельное перемещение по комнате можно приступить к обучению открывать дверь. С помощью машинного зрения, а именно камер, робота можно научить определять расположение двери и дверной ручки. При приближении к двери на определенное расстояние должен сработать алгоритм, отвечающий за движение руки в сторону дверной ручки и последующее открытие двери.

Различные страны стремятся к развитию робототехники, считая, что это и есть наше будущее, точное и автономное. Например, в Японии планируют к 2025 году заменить рабочих на роботов в большинстве отраслей, что значительно повысит эффективность производства и уменьшит издержки в виде заработных плат для рабочих. Конечно же на данный момент это все еще невозможно по некоторым причинам, а именно, потому что роботы слишком дорогие, чтобы их использовать повсеместно. Не каждая компания сможет позволить себе полностью автоматизировать свое производство, к тому же все эти роботы имеют огромные размеры и для поддержания работы нужны специалисты, которые бы могли обслуживать роботов в случае их поломки.

Сейчас потребности человека с каждым годом становятся все больше и больше, а следовательно, и роботы тоже должны постоянно улучшаться и совершенствоваться. Ученые находят новые материалы, которые можно использовать в построении из-за чего расширяются и возможности роботов, программисты создают более сложные алгоритмы.

Для реализации этих требований необходимы квалифицированные специалисты, которые смогли бы написать и оптимизировать программный код специально для роботов, которые в дальнейшем могли бы работать в тяжелых условиях вместо человека.

В следствии этого, в наше время очень востребована профессия программиста и в будущем все больше и больше будут требоваться люди, умеющие запрограммировать робота так, чтобы он смог делать всю грязную работу вместо него.

Таким образом, робототехника постепенно становится неотъемлемой частью существования человека, без которой в будущем мы не сможем себе представить день без применения роботов, которые будут варить кофе, заправлять кровать, отвозить на работу, готовить ужин и многое другое. Прогресс неизбежен и поэтому роботы — это часть нашего светлого будущего, в котором человеку не придется работать на опасных для жизни профессиях, рискуя собой.

Литература:

  1. Бабич, А. В. Промышленная робототехника / А. В. Бабич. — М.: Книга по Требованию, 2012. — 263 c.
  2. Барсуков, А. Кто есть кто в робототехнике: Ежеквартальный справочник / А. Барсуков. — М.: Книга по Требованию, 2005. — 126 c.
  3. Барсуков, А. П. Кто есть кто в робототехнике / А. П. Барсуков. — М.: Книга по Требованию, 2010. — 128 c.
  4. Воскобойников, Б. С. Словарь по гибким производственным системам и робототехнике. Английский. Немецкий. Французский. Нидерландский / Б. С. Воскобойников, Б. И. Зайчик, С. М. Палей. — М.: Русский язык, 1991. — 392 c.
  5. Иванов, А.А Основы робототехники А. А. Иванов.- М.: Форум, 2012. — 224 c.
  6. Копосов, Д. Г. Первый шаг в робототехнику. 5–6 классы. Практикум / Д. Г. Копосов. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2014. — 292 c.
  7. Копосов, Д. Г. Первый шаг в робототехнику. 5–6 классы. Рабочая тетрадь / Д. Г. Копосов. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2014. — 229 c.
  8. Копосов, Д. Г. Первый шаг в робототехнику. Практикум для 5–6 классов / Д. Г. Копосов. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012. — 292 c.
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Ключевые слова
робототехника
Молодой учёный №1 (448) январь 2023 г.
Скачать часть журнала с этой статьей(стр. 7-10):
Часть 1 (стр. 1-61)
Расположение в файле:
стр. 1стр. 7-10стр. 61

Молодой учёный