Роботы в ближайшем будущем

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Роботы в ближайшем будущем

Роботы в ближайшем будущем

Роботы - это механические помощники человека, способные выполнять операции по заложенной в них программе и реагировать на окружение. Трансгуманистическое значение робототехники состоит не только в том, что эта область связана с киборгизацией и искусственным интеллектом, но кроме того, - развитие роботов сможет значительно изменить образ жизни человека, хотя и не меняя при этом его самого.

С момента своего появления полвека назад роботы прошли путь от примитивных механизмов до сложных, эффективных устройств, во многом превзойдя по своим возможностям человека. В ближайшие десятилетия всё более совершенные роботы станут незаменимыми помощниками людей и смогут взять на себя обеспечение большей части потребностей цивилизации.

Когда роботы станут полностью неотличимы от людей, жестокое обращение с ними будет считаться безнравственным и людям придется общаться с ними как с равными.

Практически не один фантаст и даже самый приземленный реалист не рискнули бы описать общество будущего без роботов, и в частности - андроидов. И это понятно, ведь уже сейчас мы видим опытные образцы, которые демонстрируют достижения ученых и инженеров в этом направлении.

И, хотя в настоящее время еще остается нерешенным целый ряд технических задач, думаю, уже сейчас можно уверенно говорить, что в ближайшие 20 лет появятся более совершенные и дешевые технологии в этой области, которые приведут к формированию рынка роботов (андроидов) самого разного функционального назначения и уровня сложности. А это означает, что андроиды (и другие роботы) будут жить и работать среди нас, развлекая нас и помогая нам в нашем повседневном физическом и интеллектуальном труде.

Роботы в ближайшем будущем

Всё больше производственных операций будет роботизироваться. Использование программируемого производства (custom manufacturing) потребует универсальных мобильных роботов, способных не только выполнять заранее заданный набор операций на рабочем месте, но и свободно передвигаться по производственным помещениям, переносить между рабочими местами компоненты и готовые изделия и гибко реагировать на изменения в производственном процессе. Скоро такие физически простые дела как работа аптекаря или библиотекаря в книгохранилище будут отданы роботам.

Большое количество почти полностью роботизированных фабрик и заводов начнёт появляться к 2020. К 2010-2015 роботы начнут активно использовать в сельском хозяйстве. Специализированные роботы, помогающие человеку в тяжёлой физической работе (но не полностью автономные) появятся к 2015 году. Роботов на улицах наших городов мы увидим уже к 2020-2025 году. Это будут роботы-уборщики, роботы-погрузчики.

Большая часть транспорта будет автоматизированной к 2025-2030 году. Сегодняшние автомобили значительно поумнеют: сперва они будут лишь помогать водителям выполнять некоторые операции (сложная парковка, контроль за безопасностью, движение по шоссе), но потом они возьмут на себя весь процесс вождения. Чуть раньше мобильные роботы появятся в транспортной отрасли (например, погрузочные) и горнодобывающей. Мы увидим полностью автоматизированные логистические терминалы.

Хирургический робот

Роботы будут всё больше использоваться в медицине. В некоторых областях они уже могут работать более эффективно, с большей точностью и меньшей вероятностью ошибки, чем доктора люди. Скоро можно будет совместить робохирургов с технологиями диагностирования (экспертные системы уже давно используются для постановки диагнозов, анализа рентгеновских снимков и т. п.). В этой области робототехника соприкасается с телехирургией, удалёнными операциями, выполняемыми человеком по видеосвязи. К 2030 году значительная часть операций будет выполняться роботами, а первые микророботы начнут вести наблюдения над здоровьем людей внутри их тел.

Роботизация будет не совсем такой, какой её описывали фантасты. Она будет сочетаться с автоматизацией (без автономности), переносом множества видов деятельности в онлайн (как заказ билетов), поумнением нашего окружения (дома, дороги, и т. п.). Например, не будет андроида-лифтёра, нажимающего кнопки, будет умный лифт. Не будет роботов-переводчиков, как 3PO из "Звёздных войн", будут функции синхронного перевода в телефонах, карманных и носимых компьютерах.

Робот, играющий в карты с людьми (будущее)

Тем не менее, появится огромное количество автономных специализированных роботов, но выглядящих совершенно по-разному и выполняющих очень разные функции. Роботы будут передвигаться на колёсах, на двух и более ногах, ползком, прыжками и другими способами, причём не только по земле, но и по поверхности других планет. Роботы будут плавать на поверхности рек и морей и в глубинах океана, летать в воздухе (некоторые без посадки), обеспечивая связь и наблюдение за окружающей средой. Многие роботы будут способны менять свою форму и структуру в зависимости от ситуации. Программы и форма роботов смогут создаваться с помощью эволюционных алгоритмов.

Будут и похожие на человека двуногие и двурукие андроиды, универсальные помощники, созданные для взаимодействия с человеком в обычной среде, помощи ему в повседневной деятельности и любви. Первые подобные андроиды - это японский Asimo и корейский Hubo. Распространение на работе и в быту первые такие роботы получат после 2010 года.

Воздействие на экономику и общество. Робот-андроид в городе будущего

Появление роботов окажет огромное влияние на экономику. Физический труд человека станет ненужным во многих областях. Отношение людей к распространению роботов будет зависеть от политико-экономической системы. Например, международное исследование "Автоматизация и промышленные рабочие", проведённое в 15 странах с 1971 по 1979 годы, показало, что в капиталистических странах лишь 37% рабочих готовы активно поддерживать автоматизацию, а в социалистических 69% рабочих. Без активных действий, направленных на перестройку экономики и общества возможны негативные последствия. Но когда этот непростой процесс перехода будет завершён, наше общество преобразится. Практически весь физический труд будет автоматизирован. Большая часть управленческих работ низшего уровня будет выполняться компьютерными системами. Сверхдешёвый труд роботов сделает возможным увеличение расходов на переработку отходов, защиту окружающей среды, безопасность.

Самовоспроизводство и нанороботы. Погрузка ящиков - недостойное человека занятие:

Автоматизированные фабрики сегодня развиваются в сторону увеличения универсальности. Развитие производственных технологий уже к 2020-2030 годам приведёт к появлению самовоспроизводящихся систем, то есть машин, способным производить собственные копии. Первоначально это будут небольшие настольные фабрики. Это окончательно сделает роботов доступными для всех, поскольку каждая такая фабрика сможет из простых и доступных материалов создать несколько своих копий, стремительно увеличив производственные возможности человечества.

Разведывательная робомуха (будущее):

К 2020-2030 активно будут использоваться микророботы, размером в сантиметры и миллиметры. Они будут использоваться в медицине, в сельском хозяйстве (как умные сенсоры) и во многих других областях. А лет через 10 получат распространение первые нанороботы (наноботы). Нанороботы смогут выполнять строительство нужных структур из молекул и атомов, что позволит обойтись без специальной подготовки исходных материалов. Это значит, что даже отдельные нанороботы будут достаточно независимыми.

Наноробот в кровеносном сосуде (будущее)

Нанороботы произведут ещё большую революцию, чем роботы обычные, благодаря своей универсальности и размерам. Так, нанороботы не будут нуждаться в каких-то особых материалах - для производства практически чего угодно они смогут использовать даже воду (состоящую из водорода и кислорода) и воздух (содержащий азот, кислород и углерод в углекислом газе). Нанороботы смогут легко создавать любые, самые сложные и совершенные материалы и продукты с абсолютной точностью. Разумеется, они смогут создавать и свои собственные копии, так что их всегда будет достаточно, чтобы выполнить любые задачи, которые поставит перед ними человек.

Наномашины смогут не только производить, но и чинить, в том числе и клетки человеческого организма. Именно медицинские нанороботы сделают человека не просто нестареющим и неболеющим, но и практически неуязвимым. Множество невидимых нанороботов в форме "конструктивного тумана" заполнят пространство у поверхности земли, готовые по первой мысленной команде человека мгновенно преобразоваться в любой предмет.

А через какое-то время человечество может принять решение о перестройке всей нашей планеты в гигантскую наносистему. Внешне планета изменится мало, но каждая песчинка, каждая капля, каждая крупица материи будет состоять из множества нанороботов и нанокомпьютеров.

Требования к будущей робототехнике

Какие же требования современная робототехника предъявляет к человекоподобным роботам (андроидам) и какие технические задачи уже удалось решить на этом пути?

Роботы,копирующие людей (андроиды), должны уметь:-Перемещаться как люди, т.е. ходить.- Распознавать предметы и явления внешнего мира, ориентироваться во внешней среде.- Поддерживать режим естественного общения с человеком, вербального и невербального.- Самостоятельно оценивать ситуацию и принимать решения (интеллект).- Обладать физическими (манипулятивными) возможностями человека и даже превосходить их.- Конструировать себе подобных.

Роботы уже ходят

Такой естественный для человека способ перемещения в пространстве как прямохождение, является с технической точки зрения не таким уж и простым действием. Искусственное воспроизводство этого процесса является настоящим скачком в робототехнике. И хотя уже сейчас есть достаточно уверенно ходящие роботы, задача создания робота, который бы ходил абсолютно аналогично человеку, пока еще остается нерешенной.

Распознавание предметов и ориентировка в пространстве

В идеальном варианте, робот должен уметь сканировать пространство вокруг себя для построения объемной модели реальности, в которой он находится, а также распознавать отдельные объекты этой реальности. Именно такие алгоритмы (программы) отвечают за адекватное “понимание” роботом картины внешнего мира, а значит, и лежат в основе его разумного поведения. В настоящее время, принципы распознавания объектов пространства и ориентировки в нем недостаточно разработаны и представляют собой одну из актуальнейших задач в области ИИ (Искусственного Интеллекта).

Общение роботов с человеком

Андроид - это не просто робот похожий на человека, это результат достижений целого направления в робототехнике, которое стремится создавать роботов абсолютно аналогичных человеку. Высшим достижением робототехники станет андроид, который будет практически не отличим от обычного человека.

Одним из самых принципиальных трудностей на пути к достижению этой цели является имитация естественного коммуникативного поведения человека. Ведь человек не просто разговаривает, он выражает самые разные эмоции и мысли. Научить робота понимать обращенную к нему речь и выражать определенные чувства - это пока то, что более или менее удается сделать на данном этапе. В будущем, роботы научатся понимать не только обычную речь, но и невербальные сигналы (например, жесты и мимику), смогут общаться с людьми на разные темы

Интеллект роботов

Интуитивно понимая термин “Интеллект” мы в то же время затруднимся ответить на вопрос что же это такое. Строго определения этого понятия нет до сих пор, видимо потому, что природа данного феномена все еще остается не раскрытой. В нашем случае, под понятием “Интеллект робота” мы будем иметь в виду его способность принимать решения в нестандартных ситуациях на основе эвристических алгоритмов анализа (оценки) этой ситуации.

Т.е., это умение робота на основе прошлого опыта (базы данных) и арсенала аналитических возможностей (алгоритмов), находить решение задач, с которыми ему не приходилось сталкиваться ранее. Такое интеллектуальное поведение роботов возможно только на основе сложных алгоритмов самообучения и творческого подхода (эвристические алгоритмы). Эти алгоритмы и являются, по сути, предметом целого направления в технике - системы искусственного интеллекта. В настоящий момент такого рода алгоритмы разрабатываются и тестируются в рамках создания экспертных систем и самообучающихся автоматов.

Физические возможности андроида

Требование внешнего сходства андроида с человеком приводит к необходимости решения целого ряда технических задач, например, прямохождение андроида должно быть устойчивым, а его “руки” должны позволять ему перемещать грузы и манипулировать предмерами.

При этом движения андроида, скорее всего, будут оставаться не “естественными”, пока его руки и ноги будут работать на основе механических приводов и систем, которые имеют целый ряд недостатков. Принципиальным были бы решения на основе специальных синтетических материалов, которые могли бы взять на себя функцию мышц и заменить собой электрические и пневматические приводы. В настоящее время синтетические мышцы находятся на стадии разработок.

Самовоспроизводство андроидов

Способность к самовоспроизводству является фундаментальным свойством живой материи. Все живое самовоспроизводится. Человек, как живое существо, вполне может настолько уподобить себе роботов, что сделает их самовоспроизводящимися.

Если человек сможет это сделать чисто технически, то он интегрирует эту функцию в андроидов, как только в этом появится прагматическая необходимость. Например, самовоспроизводство андроидов может быть реализовано в виде их способности произвести (или добывать) исходный материал и организовать производственный цикл по созданию блоков для построения себе подобных роботов. Для решения этой задачи они могут кооперироваться и возможно даже жертвовать собой. Исследования в области самовоспроизводства технических устройств уже стали обычным делом.

Каждый шаг на пути решения обозначенных выше задач будет все больше сближать андроида с человеком, а удешевление технологий лежащих в основе производства их компонентов сделает их самыми распространенными техническими средствами призванными улучить нашу жизнь в будущем. Думаю, что облик будущего, обрисованного фантастическими рассказами и фильмами станет нашей реальностью уже в ближайшие 20-30 лет.

Рано или поздно роботы станут неотъемлемой частью нашего быта, какой стали компьютеры и мобильные телефоны.

С одной стороны, прогресс в целом постоянно ускоряется, но при этом темпы развития потребительской и коммерческой робототехники, пожалуй, несколько снизились. Даже ведущие мировые компании, производящие роботов на коммерческой основе, замораживают часть своих проектов. Уровень развития роботов напрямую зависит от совершенства таких областей, как, например, распознавание человеческой речи или искусственный интеллект, а в них никаких значительных подвижек не было уже несколько лет. Пока специалисты, занимающиеся исследованиями в этой сфере, не найдут новую парадигму, роботы так и не научатся совершать сложные комплексные действия. А вот принести тапочки или пропылесосить комнату - вполне в их силах. Собственно роботы-пылесосы уже сейчас очень популярны. Так, что за робототехникой будущее, но до него еще несколько десятилетий.