Т-20

От робототехники к искусственному интеллекту. Практическая работа. «Анализ направлений применения искусственного интеллекта» 

Промышленная робототехника

Цель: - анализировать перспективы и направления развития искусственного интеллекта; приводить примеры применения искусственного интеллекта

Тип урока: изучение нового материла.

Оборудование: рабочая тетрадь, учебник, компьютер.

Современный мир населен разнообразными технологиями, которые значительно облегчили жизнь человека. Одной из них является робототехника, которая активно развивается и находит новые применения в разных сферах деятельности. Однако сегодня робототехника уже не ограничивается лишь созданием механических устройств, управляемых с помощью программного обеспечения. Быстро развивающийся направление – искусственный интеллект, позволяет роботам мыслить и принимать решения, а также взаимодействовать с людьми.

Что такое робототехника?

Робототехника – это наука и инженерное направление, занимающееся созданием, разработкой и производством роботов, эксплуатацией их в производстве, быту и науке.

Одной из задач робототехники является разработка аппаратов, которые находят применение в определенных областях, например, в медицине, электронике, геологии и т.д.

Особенности робототехники:

1 Роботы имеют программное обеспечение, которое определяет их действия и поведение в конкретных ситуациях.

2 Роботы не имеют сознания, навыков восприятия и мышления. Они выполняют только те задачи, для которых были созданы.

3 Робототехника становится все более развитой и имеет все больший потенциал в разных областях.

Искусственный интеллект – это способность машины или компьютерной программы мыслить и решать проблемы, как это делают люди. Искусственный интеллект является предметом изучения в областях инженерии, философии, психологии и т.п.

К машинам, обладающим искусственным интеллектом, относятся роботы, умные автомобили, системы управления транспортом и др.

Особенности искусственного интеллекта:

1 Искусственный интеллект может принимать решения и действовать в зависимости от ситуации, имеет опыт и возможность извлекать уроки из прошлых

ошибок.

2 Искусственный интеллект использует алгоритмы и статистические методы обработки информации.

3 Искусственный интеллект может обучаться на основе данных, собранных из внешней среды, а также пополнять свою базу знаний благодаря таким технологиям, как искусственные нейронные сети.

Развитие робототехники и искусственного интеллекта

История появления роботов берет начало с появления первых механических машин андроидного типа, а развитие робототехники, как отрасли, начинается с первых индустриальных конвеерных роботов, использующихся на производствах.

Ключевые даты в развитии робототехники:

1913 год. Создание Чарльзом Маколи машины, находящей решения логических проблем.

1921 год. Первое упоминание слова «робот» в пьесе «R.U.R.» Карела Чапека.

1934 год. Создание индустриального конвейерного робота для покраски поверхностей.

1946 год. Презентация механизма управления машинами посредствам магнитного записывающего устройства.

1950-е годы. Активная разработка механических роботов-манипуляторов.

1971 год. Изобретение первого в мире микропроцессора.

1980 годы. Сильнейший скачок роста рынка робототехники, произошедший благодаря коммерческой реализации японских роботов.

2000 год. Компания Electrolux в эфире телеканала BBC представила робот-пылесос Trilobite.

2010 год. Корейская фирма Ilshim Global презентует первого в мире робота для мойки окон Windoro.

С 2017 года. Основное направление робототехники – это прогресс искусственного интеллекта.

Классификация робототехники

Роботов можно разделить по нескольким типам:

• по способу передвижения;

• по способу управления;

• по области применения.

Перемещение робота в пространстве не всегда является обязательным. Если данная задача от робота не требуется, он является статичным.

Наземное передвижение робота осуществляется при помощи колес. Для повышения проходимости используется гусеничный ход. Перемещение роботов на двух ногах, как мы привыкли видеть в фантастических фильмах, не является практичным и используется в робототехнике редко.

Существуют летательные роботы, в создании которых используются достижения аэродинамики. Роботы также используются для полетов в космос.

Управлять роботом можно программно, с использованием алгоритмов для автоматической деятельности. При необходимости в программу робота могут быть

внесены коррективы, чтобы оптимизировать его работу в соответствии с текущими задачами. Существует также ручное управление роботом, осуществляемое оператором.

Области робототехники

Применяются роботы самых различных сферах, но основными являются следующие:

Промышленность: промышленные роботы;

Исследовательская деятельность: роботы-ученые, исследователи;

Боевые роботы: безпилотники, роботы-саперы, охрана и безопасность;

Нанотехнологии: микро- и нано-роботы в исследовательских и медицинских целях;

Домашние технологии: бытовые роботы, пылесосы, мойщики окон и персональные.

В сфере промышленности роботы позволяют выполнять большой объем работ с высокой скоростью и точностью. Они позволяют решать такие задачи, с которыми невозможно справиться человеческими силами.

Очень многие места нашей планеты и за ее пределами не исследованы по той причине, что делать это человеку невозможно. Например, о том, что творится в океанных глубинах и в космосе мы знаем благодаря роботам-исследователям. 

Рост инновационных технологий позволяет оптимистически смотреть в будущее.

Робототехника стремительно развивается, открывая человечеству новые возможности

Практическая часть.

Робототехника – это прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем.

Робототехника - первая ступень овладения техническими знаниями в области автоматизации. Она непосредственно связана с такими науками как электроника, механика, информатика, радиотехника.

Виды робототехники: 

строительная, промышленная, авиационная, бытовая, экстремальная, военная, космическая, подводная.

Слово «робот», придумал в 1920 г. чешский писатель Карел Чапек в своей научно-фантастической пьесе. В ней созданные роботы, работают без отдыха, потом восстают и губят создателей

Робот – автоматическое устройство, созданное по принципу живого организма. Робот действует по заранее заложенной программе. Информацию о внешнем мире робот получает от датчиков (аналогов органов чувств). При этом робот может, как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.

Когда же появились первые роботы!?

Оказывается, первые мысли к созданию роботов возникли еще до нашей эры: в середине 3-го тысячелетия египтяне изобрели «думающих машин» - внутри статуй прятались жрецы, чтобы давать предсказания и советы. А в 50-х 19 века были найдены чертежи человекоподобного робота, сделанные Леонардо да Винчи, примерно в 1495 году. На чертеже был детально изображен механический рыцарь, который мог сидеть, раздвигать руки, двигать головой, открывать и закрывать челюсти. По его замыслам работой рук должно было управлять механическое программируемое устройство в груди, ноги должны были управляться с помощью рукоятки, приводящий в движение трос, связанный с ногами. До появления промышленных роботов считалось, что роботы должны выглядеть подобно людям.

Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон в 1738 создал механическую утку, покрытую настоящими перьями, которая могла ходить, двигать крыльями, крякать, пить воду, клевать зерно.

Швейцарский часовщик Пьер-Жак Дро в 1770г создал автомат "Писец". Это сидящая за столом девочка, которая выписывала аккуратным почерком буквы, слова и даже могла нарисовать собаку. При этом она плавно покачивала головой и опускала веки в такт движения руки.

Но слова РОБОТ на тот момент еще не существовало. И появилось оно из-под пера чешского писателя, которого звали Карел Чапек, написавшего произведение РУР.

Позднее еще один писатель сформулировал правила поведения Роботов.

Развитие робототехники и систем искусственного интеллекта идет семимильными шагами. Ещё 10 лет назад разрабатывались только управляемые манипуляторы. Программы искусственного интеллекта были нацелены на узкий круг решаемых задач. С развитием ИКТ произошёл качественный скачок развития робототехники.

Развитие роботов в дальнейшем, сможет значительно изменить образ жизни человека. Машины, наделенные интеллектом, смогут использовать для самых различных работ, в первую очередь тех, выполнение которых небезопасно для человека.