Вадим Мацкевич - Занимательная анатомия роботов

• Название: Занимательная анатомия роботов
• Автор: Вадим Мацкевич
• Издательство: Радио и связь
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1998
• ISBN: 5-256-00037-3

В занимательной форме рассказано об исследованиях и разработках важнейших систем современных роботов. Показано, как можно самим выполнить ту или иную систему робота из простейших электронных схем. Приведены практические схемы отечественных и зарубежных любительских конструкций роботов. По сравнению с первым изданием (1980 г) материал значительно обновлён Для широкого круга читателей.

---

Вадим Мацкевич Занимательная анатомия роботов

Введение. Роботы – помощники человека

Как только не называют нынешнее столетие – «атомный век», «космический век», «век электроники». С не меньшим основанием можно назвать его веком роботов. Ещё совсем недавно эти устройства существовали лишь на страницах научно – фантастических книг. Сегодня на многих наших предприятиях роботы активно помогают человеку в его нелёгком труде.

В СССР создана новая отрасль машиностроения – промышленная робототехника. На предприятиях страны сейчас действуют тысячи роботов, а уже к концу 1987 года их количество вырастет до десятков тысяч. Партия и правительство уделяют огромное внимание созданию роботов и их внедрению в производство. Почему это так важно? Дело в том, что роботы освобождают людей от монотонного неинтересного труда, принимая его на свои железные плечи.

Но облегчение труда людей – не единственная «заслуга» роботов. Применение роботов увеличивает производительность труда в 2-3 раза. Внедрение одного робота способно дать экономический эффект от 8 до 12 тыс. рублей в год.

Важным фактором развития нашего социалистического государства является максимальное использование достижений науки и техники. Научно – техническая революция и социальный прогресс играют все большую роль в повседневной жизни миллионов советских людей. Постоянно совершенствуются техника и производство. Сейчас широкое применение промышленных роботов поставлено на первое место среди актуальных народнохозяйственных проблем, связанных с внедрением достижений науки в практику. Решение этой грандиозной задачи идёт полным ходом. Роботы уже «зачислены в штат» московских заводов ЗИЛ и «Динамо», они работают на Западно – Сибирском металлургическом заводе, Петродворцовом часовом заводе, на многих предприятиях приборостроения и электронной техники.

В недалёком будущем будут созданы целые заводы, где на всех работах, начиная от проектирования и планирования производства и кончая упаковкой готовой продукции, будут заняты роботы. Кстати, такие автоматизированные производства становятся фактом сегодняшнего дня: уже выдают продукцию полностью автоматизированные цехи – например, на Днепропетровском электровозостроительном заводе.

Что же, кроме облегчения условий труда, приобретёт человек, переложив часть своих обязанностей на плечи роботов? Очень многое. Прежде всего применение современных автоматических манипуляторов, в полном смысле слова «думающих», «самообучающихся» машин, даёт возможность быстро перестраивать производство на выпуск новой продукции.

Использование роботов открывает перспективы создания принципиально новых технологических процессов, в которых невозможно непосредственное участие человека. Например, человек при стоградусной жаре или, скажем, в условиях сильной радиации работать не может, а робот – пожалуйста.

Комплексное применение промышленных роботов уже сегодня позволяет повысить производительность труда в 1,5 – 2 раза, почти в 2 раза – сменность работы оборудования и, между прочим, существенно улучшает общую культуру производства.

И наконец – фактор социальный. Роботы возьмут на себя практически весь неквалифицированный труд. Они заменят человека на тяжёлой, опасной, монотонной, малоинтересной работе, а человек, став квалифицированным оператором, будет ими управлять, обучать их и настраивать.

Роботу не требуется жильё, столовая, транспорт, чтобы добраться до работы, он не простужается, не уходит в отпуск… Словом, очень многое, что необходимо человеку, роботу не нужно. Ему нужен человек, хорошо его знающий и умеющий им управлять. Молодой отрасли производства необходимы молодые руки. Не случайно XIX съезд ВЛКСМ в своей резолюции записал слова о шефстве комсомола над созданием робототехники.

Нужны грамотные, высококвалифицированные инженеры, техники, рабочие. Нужен качественно новый уровень подготовки операторов. Сейчас специалистов по робототехнике начали готовить в очень многих технических вузах страны.

Роботы все увереннее входят в нашу жизнь. К встрече с ними нужно готовиться, нужно научиться ими пользоваться. Они – уже реальность, но очень часто в них воплощаются новые, фантастические идеи. И естественно, мы не можем не интересоваться такими машинами независимо от того, какую профессию намерены избрать в будущем.

Пытливый ум ищет ответы на десятки вопросов при встрече с любой машиной, будь то простые часы – ходики или мощная ракета. Роботы же вызывают особый интерес. Как они устроены? Как работают? Действительно ли они способны заменять человека? Можно ли своими руками построить робот или хотя бы его модель? Последний вопрос особенно волнует юных любителей техники, пытливых и любознательных энтузиастов, тех, кто сам с увлечением изобретает, конструирует, собирает.

Кажется, где уж разобраться и справиться со всеми сложностями школьнику, не имеющему ещё даже законченного среднего образования! Но чем раньше наши будущие конструкторы «разумных» машин овладеют азбукой роботостроения на самых простейших моделях, тем больше они сделают в будущем. Жизнь показывает, что создание многих элементов роботов и их моделей вполне доступно школьникам.

Немало юных энтузиастов в разных концах нашей страны уже занимаются этим интересным делом. Помочь им – наша задача.

Подробнее о том, что такое роботы, как и где они используются, можно узнать из многих книг об этих разумных машинах. Их написано немало, и некоторые из них указаны в списке литературы, приведённом в конце этой книжки.

В.И. Ленин говорил: «Нужно всюду больше вводить машин, переходить к применению машинной техники возможно шире».

Сбываются мечты великого вождя трудящихся! Роботы быстро проникают во все сферы повседневной деятельности: транспорт, сельское хозяйство, медицину, многие области науки. Очень скоро они придут и в наш быт, в наш дом. Чтобы сделать их своими друзьями, нужно знать их.

1. «Живые» машины наступают

«Робот» – так назвал чешский писатель Карел Чапек в 1920 году придуманное им человекоподобное существо, персонаж пьесы «RUR» («Рос-сумские универсальные роботы»). Один из героев пьесы, генеральный директор компании «РУР», отвечая на вопрос, что такое роботы, говорит: «Роботы – это не люди… они механически совершеннее нас, они обладают невероятно сильным интеллектом, но у них нет души». Так впервые появилось новое понятие «робот», которое вскоре из фантастической литературы перешло в науку и технику. В пьесе «РУР» роботы, первоначально созданные для замены людей на заводах, вскоре вышли из – под контроля людей и принялись уничтожать своих создателей. Так К. Чапек иллюстрирует мысль о том, что техника может приносить человечеству пользу, только находясь в честных, добрых руках.

Дискуссии вокруг робота и его искусственного интеллекта, показывают, что люди понимают опасность, которую таят в себе роботы, служащие силам зла. Передовые учёные и инженеры учитывают это в своей работе.

Идея создания механических человекоподобных существ имеет весьма почтенный возраст. В одном из древнегреческих мифов говорится о страже царя острова Крит Миноса – медном великане Талосе, созданном по образу и подобию человека. Известен античный миф о Пигмалионе, изваявшем статую и оживившем её. Вспомните средневековые мечты о гомункулу сё – искусственном человеке, сказания о глиняном великане Големе..

В начале прошлого века писательница Мэри Шелли написала роман «Франкенштейн». В романе Виктор Франкенштейн, гениальный учёный, создал из неживой материи живое существо, подобное человеку Чудовище, поначалу желавшее людям добра, вышло из повиновения, и жестокий бесчеловечный мир сделал его преступником.

Фантастические образы и идеи К. Чапека во многом предвосхитили создание универсального автомата, снабжённого механической рукой, который получил броское название «промышленный робот».

В Советском Союзе робототехника зародилась в 50-х годах нынешнего столетия. В ту пору в нашей стране началась разработка промышленных роботов или, как их часто называют, автоматических манипуляторов. Роботов конструируют и в научных организациях, и в школьных технических кружках. Первый советский робот «В2М» (рис. 1) был создан в 1936 году автором этой книги. В 1937 году этот робот стал экспонатом Всемирной выставки в Париже.

Конечно, это было только начало. За последующие десятилетия советские роботостроители создали немало интересных моделей, получивших высокую оценку. Упомянем о некоторых конструкциях.

Рис. 1 Первый советский робот. Рис. 2 Робот – гигант выполненный на «В2М» СЮТ г Щегково Московской области

На станции юных техников (СЮТ) г. Щёлково Московской области в 1969 году ребята создали кибернетический робот-гигант (рис. 2), успешно экспонировавшийся на Всемирной выставке «ЭКСПО – 70» в Японии.