Промышленные роботы

В число задач, которые предстоит решать ДУМС в ее нынешнем варианте, входят снятие СДВК с орбиты, развертывание и снятие с орбиты ряда спутников, замена модулей полезной нагрузки на спутнике «Лизкрафт» фирмы «Фэрчайлд» непосредственно на орбите и развертывание спутников серии «Протей», которые НАСА предполагает использовать для исследования космического пространства, как прежде спутники типа «Эксплорер».

Разработка ДУМС осуществлялась на предприятии фирмы «СПАР аэроспейс» в Торонто, где была построена модель в натуральную величину, работавшая на испытаниях совместно с макетом кормовой части кабины экипажа «Шаттла». Однако эта модель оказалась функционально неполноценной, поскольку, будучи почти идентичной полетному варианту, она не обладала достаточной прочностью, чтобы выдерживать собственный вес на Земле. По цеху ее приходилось перемещать на лапах, оборудованных устройствами на воздушных подушках, и большинство испытаний проводилось на плоской поверхности, а не в трехмерном пространстве.

Первыми усовершенствованными роботами в космосе были два американских спускаемых аппарата «Викинг», прибывшие на Марс в 1976 г. По сравнению с простыми пантографическими механизмами КА типа «Сервейер» их манипуляторы были значительно усовершенствованы. Каждый спускаемый аппарат имел единственный манипулятор с одной степенью свободы — вращательной.

Роботы уже сделали свои первые шаги в космосе, однако планируется еще более широкое применение в космических исследованиях «интеллектуальных» роботов нового поколения.

Современный микроробот, как мы видели, способен выполнять самые разнообразные задачи. Насколько же возросли бы его возможности, если бы он стал «умнее». Но каким образом сделать его умнее? По примеру его большого промышленного собрата этого можно достичь, используя чувствительные датчики и наделяя его управляющий компьютер искусственным интеллектом. Различие заключается здесь лишь в том, что из-за меньшей стоимости и меньших размеров микроробота используемые в нем датчики и средства искусственного интеллекта соответственно должны быть дешевле и меньше по размерам.

Итак, мы видим, что сначала микророботы разрабатывались в основном для целей обучения, а затем для них стали искать другие области применения. Большинство фирм—изготовителей микророботов поддержали эти поиски. Первая программа для оценки возможностей микророботов была разработана в исследовательском отделе Британского управления по атомной энергии, расположенном в Харуэлле. В ходе испытаний, проведенных Брайаном Пирсом и Тревором Хадлстоуном, были измерены и сопоставлены эксплуатационные показатели и точность действий всех микророботов, имеющихся в продаже.

Если перейти от роботов для развлечения к обучающим роботам, то можно заметить, что учебные заведения (от школ до университетов) приобретают роботы всех типов — стационарные и движущиеся, большие и маленькие. Известно, что знания лучше усваивать на основании практического опыта, особенно если учащийся имеет возможность «потрогать» изучаемый предмет. Самостоятельное программирование движений робота заставляет учащихся мыслить творчески, и это способствует процессу обучения. Детей, да и взрослых, привлекает то, что робот подобен зеркалу, в котором мы можем видеть себя.

Робот, развлекающий нас в жизни и в фантастических произведениях, имеет длинную вереницу предков. С давних времен люди поняли, что уменьшенная копия человека порою может больше заинтересовать публику, чем настоящий актер. Марионеток или тростевых кукол, наподобие Панча и Джуди, (традиционные персонажи кукольного театра в Англии. — Перев. ) в некотором смысле можно считать предшественниками роботов, населяющих ныне произведения научной фантастики.

Широко распространено представление о роботе как о «разумном» существе человекоподобного вида, которое при выполнении задач различной сложности перемещается на колесах или даже шагает; его неотъемлемые качества — подвижность и разум. Способность к передвижению позволяет работнику, будь то робот или человек, перемещаться относительно обрабатываемой детали, а не наоборот, как в случае стационарных роботов-манипуляторов. Однако перемещение робота порождает свои проблемы. Задача роботов — взаимодействие с окружающей средой (что собственно составляет суть любой деятельности).

Великобритания занимает ведущее место в мире по разработке роботов-манипуляторов. Микроробот-манипулятор представляет собой стационарный робот, с которым можно взаимодействовать как с периферийным устройством компьютера. В США, как будет сказано позже, больше внимания уделяется разработке подвижных роботов. Значение робота-манипулятора в процессе обучения было высоко оценено британскими преподавателями, в результате чего за последние два года для этих целей было закуплено около 7 тыс. подобных устройств.

Вслед за микрокомпьютерами в учебные заведения и жилища людей начинают приходить миниатюрные роботы. Каковы возможности этих новых, столь разнообразных систем?

По всей видимости, новейшим примером использования «непромышленных» роботов можно считать осуществляемую в Японии разработку движущегося робота в помощь слепым. Колесный робот Мелдог разрабатывается в Лаборатории механики (Цукуба, Япония) начиная с 1977 г. Этот аппарат движется непосредственно впереди слепого. Посылая ультразвуковые импульсы, робот обнаруживает и опознает препятствия на своем пути, а компьютер, установленный в роботе, сравнивает полученную информацию с (цифровой) картой данного района. Таким образом робот получает представление о том, что происходит в ближайшем окружении.

Одним из лидеров в области создания автономных подводных аппаратов является канадская фирма «Интернэшнл сабмарин инджиниринг» (ISE), расположенная в Ванкувере. Она провела эксперименты с двумя типами подобных устройств, предназначенных для работы на глубине до 300 м. Фирма также поставляет подводное оборудование обычного типа, устанавливаемое на якорную стоянку, однако, по мнению специалистов фирмы, управляемые компьютерами автономные подводные аппараты, способные плавать среди препятствий и самостоятельно возвращаться на базу, обладают большей универсальностью.

В отличие от автономных подводных роботов телеуправляемые подводные аппараты, используемые для работ в океане, получили широкое распространение во всем мире. Например, специалисты из Японского центра научно-технических исследований моря (ЯЦНТИМ), расположенного в Йокосуке, а также из ряда японским фирм совместно работают над созданием подводных аппаратов, связь которых с поверхностью должна осуществляться по кабелю, а их перемещение под водой производится с помощью толкателей. Первый опытный образец подобного аппарата, TV-1, был испытан в начале 80-х годов.

Роботы, действующие под водой, — это еще один тип автоматических аппаратов, применяемых для разнообразных целей. До сих пор создавались лишь дистанционно управляемые подвесные аппараты, соединенные через кабель или ультразвуковую линию связи с человеком-оператором. Эти аппараты выполняют такую операцию, как осмотр трубопроводов или мест кораблекрушения. В разных странах работают группы специалистов, которые пытаются расширить возможности этих устройств, с тем чтобы они могли работать автономно.