Роботы в нашей жизни: как машины помогают человеку

Robotclass

Несколько бесплатных уроков по управлению роботами на платформе Arduino. Подходит для новичков в робототехнике: есть базовый курс, знакомящий ученика с этой платформой и особенностями построения роботов.

Продолжительность базового курса — 16 академических часов. По два часа на каждое занятие. Получаемые знания:

• основы программирования на языке с++;
• основы построения электрических цепей;
• принципы обработки цифровых и аналоговых сигналов;
• принципы работы ШИМ.

В следующих уроках ученик узнает, как работают дистанционное управление, датчики, двигатель, а также как программировать различные игры.

Coursera

Курс «Инновации в промышленности: мехатроника и робототехника» рассчитан на тех, кто интересуется робототехникой. Мехатроника и робототехника охватывает очень широкий круг вопросов, и одному человеку трудно охватить и глубоко изучить все области исследования роботов.

Данный курс поможет слушателям сориентироваться и выбрать для дальнейшей своей работы конкретное направление: изучение структуры и кинематики роботов, приводы роботов, управление и программирование, организация современного высокоэффективного роботизированного производства, применение систем автоматизированного проектирования изготовления деталей на станках с ЧПУ и технологической подготовки производства и др.

Слушатели должны иметь знания по физике и математике в объеме школьной программы. Умение ориентироваться в математических и физических терминах, умение читать формулы, знание базовых физических единиц и их обозначений, понимание основ механики поможет слушателям успешно пройти данный курс.

Курс состоит из 6 модулей. Каждая модуль курса содержит видеолекции, в конце каждой лекции – тестовые вопросы для самопроверки своих знаний. Каждый модуль заканчивается выполнением тестового задания из 10 вопросов.

Это задание является важным для прохождения курса. Слушателю необходимо правильно ответить не менее чем на 7 из 10 вопросов. Сертификат получают слушатели, набравшие от 70 % и выше от максимально возможного количества баллов (100 %) за весь курс. При этом итоговый результат складывается из результатов тестовых заданий по всем модулям.

Что они умеют?

Уже упомянутые Zenbo и Buddy заявляют довольно похожий список функций. Они могут снимать и проигрывать фото и видео, совершать видеозвонки и вести видеонаблюдение за домом. Как и Jibo, они умеют вести список дел и напоминаний и зачитывать вслух важную информацию вроде рецепта вашей любимой пасты. Они также способны воспринимать голосовые команды. У некоторых есть «тревожная кнопка». Интересно, что все эти роботы имеют образовательно-развлекательные функции для детей вроде обучения, танцев под музыку и рассказывания сказок.

Домашний робот Buddy очень старается выглядеть дружелюбным.

Нетрудно заметить, что за исключением нескольких функций вроде подтанцовки, все эти вещи можно сделать при помощи обычного планшета и, возможно, домашней камеры видеонаблюдения. На самом деле, эти новые домашние роботы даже выглядят как планшеты на колёсиках. Но действительно ли именно таких домашних роботов нам бы хотелось видеть?

Чего бы нам хотелось

Давайте включим фантазию. Если бы вы могли получить любого домашнего робота, какого только пожелаете, с любым набором функций всего за 9.99, каким бы этот робот был? Что бы он делал для вас?

Исследования (, , ), проводимые по этому вопросу, в основном показывают одну и ту же картину: Большинство из нас предпочитает, чтобы домашние роботы выполняли за нас грязную, скучную и нетворческую работу по дому. Чистка полов, окон, стен, столов и полок, мытьё посуды, уход за садом — всё это люди с удовольствием перепоручили бы роботам. Делегировать творческие задачи вроде готовки хотят уже меньше респондентов. А вот общение с детьми, питомцами и пожилыми родственниками, образование, чтение вслух и другие социальные задачи люди роботам поручать не хотят категорически.

Что же получается? Роботы, которых мы видим на рынке сегодня, делают совсем не те вещи, что нам хотелось бы. Более того, некоторые из них, вроде Buddy и Zenbo, ступают на скользкую дорожку, беря на себя часть социальных взаимодействий, которые люди вообще-то не хотели бы им делегировать.
Нетрудно предугадать, что такие устройства едва ли совершат новую технологическую революцию.

Что же мешает нам создать действительно полезных роботов, которые будут держать наш дом в чистоте и не вмешиваться в наши отношения, как нам бы того и хотелось?

Робокласс

Робокласс разработан опытными учителями внутри действующей образовательной среды с экспертизой самих детей. Это делает курс живым и продуктивным.

Что будет:

• Программирование на трех языках: LEGO Mindstorms, RobotC, RoboLab
• Две версии курса для конструкторских платформ: Lego Mindstorms EV3, Lego Mindstorms NXT
• Схемы сборки, пример программ для роботов, тематический глоссарий и видеоматериалы
• Тесты для проверки уровня подготовки и выявления пробелов в знаниях учеников
• Методические рекомендации для учителей с описанием особенностей проведения каждого урока.

Курс реализует разделы школьной информатики, технологии, интегрируется с физикой в разделе механика, может использоваться на факультативных и внеурочных занятиях.

Роботы оставят людей без работы?

В ближайшем будущем роботы принципиально не изменят жизнь человека, но если посмотреть на вопрос в далекой перспективе, то тенденции на общую роботизацию очевидны. Вот направления, которые в ближайшие годы повлияют сильнее всего на развитие робототехники в мире и в России в том числе.

1. Необходимы новые технологии в области энергообеспечения роботов, совершенствование современных аккумуляторов и создание новых элементов питания. Если будет реализована идея дистанционной подзарядки робота от источников энергии, встроенных в пол или стены, то это тоже значительно способствует развитию отрасли.

1. Сейчас активно развиваются технологии, позволяющие роботам взаимодействовать не только с людьми, но и друг с другом, — например, системы управления беспилотным трафиком. Транспортные роботы должны связываться друг с другом, чтобы избежать аварий и несчастных случаев.

Free Creative Stuff / Pexels

Важное направление — навигация в экстремальных условиях. Роботы должны четко понимать, куда они двигаются при низкой или нулевой видимости, в том числе в тех местах, куда человеку попасть не получится — на морском дне или в горах

Также у робота должен быть алгоритм действий на тот случай, если он останется совсем без связи — например, если спутник выйдет из строя. Полностью автономные системы навигации для беспилотных устройств сейчас разрабатывают как в России, так и за рубежом.

1. В будущем больше внимания будут уделять не жесткому программированию, а обучению роботов алгоритмическим процедурам. Машина сможет сама получать новые навыки и обрабатывать их с помощью искусственного интеллекта. С развитием ИИ появится больше действительно «умных» роботов. Взаимодействие человека с ними станет развиваться по нескольким основным направлениям:

• роботы, повторяющие возможности человека (протезы, экзоскелеты);
• роботы, расширяющие возможности человека;
• роботы, дистанционно управляемые человеком (для использования в труднодоступных местах);
• роботы, которые общаются с человеком голосом (чат-боты и голосовые помощники).

Владимир Смирнов из ДГТУ также считает, что роботы не оставят людей без работы:

Специальный проект Фонда «Вольное дело» Дерипаски и Журнала «Нож»

Взаимодействие с пользователем

Предположим, мы создали идеальную robot-friendly инфраструктуру и научили все наши умные устройства взаимодействовать друг с другом. Теперь было бы здорово, если бы пользователь мог управлять всем этим богатством, и получать от него качественную и своевременную обратную связь о состоянии жилища. И эта задача вовсе не так проста, как кажется.

Как бы вы хотели взаимодействовать своим домашним роботом? Как правило, самый простой и быстрый способ коммуникации, доступный людям, это устная речь. В большинстве популярных фильмов с участием роботов именно так люди с ними и общаются. И с этим, вроде бы, не должно быть особых проблем, правда? В конце концов, у нас есть Siri и Google Now, которые вроде бы неплохо нас понимают. При наличии быстрого подключения к Интернету, разумеется. Увы, у голосовой коммуникации есть ряд ограничений.
Во-первых, алгоритмы распознавания речи всё ещё весьма несовершенны, в чём можно убедиться, взглянув на вирусный ролик про список покупок и зубную пасту. Во-вторых, этот способ взаимодействия с роботом не подходит людям, которые в силу каких-либо физических ограничений не могут пользоваться речью. В-третьих, пользователю может быть необходимо скомандовать что-либо роботу, находясь физически вдали от него. Иными словами, только голосового интерфейса явно недостаточно.
Пользователю нужно предоставить альтернативный интерфейс, желательно настолько же интуитивный.

Менее очевидная проблема взаимодействия с пользователем — это огромное количество потенциальных фич и возможностей, которые могут предоставляться различными устройствами (вспомним об Interoperability). Все эти возможности должны быть адекватно представлены пользовательским интерейсом. При увеличении количества возможностей интерфейс обычно усложняется, что нежелательно для широкого круга пользователей. Над проблемами интерфейсов для роботов в данный момент ведётся активная работа, и некоторые варианты решения при этом оказываются весьма нестандартными.

Кроме проблем в проектировании интерфейсов, есть ещё одна важная проблема во взаимодействии с пользователем. А именно…

Этика и безопасность

Проблемы этики и безопасности довольно сложны хотя бы потому, что многие моральные дилеммы, вроде проблемы вагонетки, сами люди пока ещё окончательно не решили. Более того, предпочитаемое решение этических вопросов может зависеть от культуры, в которой ставится вопрос. Но даже если мы абстрагируемся от высоких материй и тяжёлых моральных выборов, у нас останется одна очень практическая, очень серьёзная проблема. Имя ей — безопасность.

Домашние роботы смогут иметь доступ к огромному количеству личных данных своих хозяев. Возьмите, например, Buddy, который может стримить видео из вашего дома. Или представьте себе умный нагреватель, который кипятит воду когда она вам на самом деле нужна. Если правительство, корпорации или хакеры получат к ним доступ, то смогут в буквальном смысле узнать, когда вы принимаете ванну! Впрочем, для некоторых из нас слежка сильных мира сего может быть и не так важна, как потенциально всезнающие партнёры или сожители. Вспомним хотя бы недавний скандал из-за куклы Барби, которая могла записывать голос играющего с ней ребёнка и передавать напрямую родителям. Нам придётся здорово поработать над решением этих вопросов и принятием соответствующих стандартов, прежде чем впускать армию роботов в свои дома. Но есть ещё и угроза посерьёзнее.

Одна из характеристик роботов — их способность влиять на окружающую среду. Пока что мы рассматривали лишь полезные влияния. Но если, например, над роботом для забивания гвоздей получит контроль злоумышленник, то он сможет нанести огромный урон и стать причиной серьёзного ущерба во всём доме. Это уже не какой-то безобидный скрин-блокер, а вполне реальный, физический ущерб, нанесённый предметам или даже живым существам. Соответственно, необходимо убедиться, что даже если домашний робот выйдет из-под контроля хозяев, то он не сможет причинить никакого вреда. Большой красный выключатель на видном месте тоже может оказаться не лишним.

Итого

Прежде чем мы сможем создавать и использовать по-настоящему нужных и полезных домашних роботов, нужно решить несколько проблем. Некоторые из них довольно серьёзные: этические вопросы, безопасность, заточенная под взрослых здоровых людей структура жилища. Другие проблемы в данный момент уже в процессе решения и могут быть решены в обозримом будущем.

Нам, гикам, придётся много поработать над решением этих задач. Но возможность зайдя в свой кристально чистый дом скомандовать роботу-дворецкому «приготовить что-нибудь вкусненькое» и проследовать к уже подогретой для вас ванне — она того стоит.

Роботы для офиса

Первая десятка роботов подойдет для работы в офисе — полезные или просто забавные роботы сделают ваши рабочие будни чуть интереснее.

Полезный малыш обеспечит вам целых 4 USB-порта на рабочем месте, и, конечно, прикольное оформление стола.

Робот-зарядник

Этот симпатяга поможет вам зарядить свой смартфон. Когда идет зарядка, глазки светятся синим, в режиме ожидания — белым.

Классная зеркальная флэшка в виде золотого робота за $30.

Если вы частенько едите печенье или булочки на рабочем месте, вакуумный робот поможет вам поддерживать чистоту.

Этот робот за $40 заботится об экране вашего планшета, пока вы отдыхаете. Больше никакой пыли и отпечатков.

Забавный робот за $15 заботится о ваших карандашах.

Поддерживает порядок на вашем рабочем столе.

Плюшевый Андроид

Мягкий робот за $5 можно использовать как подушечку для снятия стресса в офисе

Ещё можно кинуть им в коллегу в наушниках, чтобы привлечь внимание

Робот-шпион

Этот робот с Wi-Fi связью, системой micro-GPS и встроенной камерой помогает успокоить параноидальные настроения начальников. Потратив $409, вы всегда сможете увидеть, чем занимаются сотрудники в ваше отсутствие.

Робот «вместо человека»

Этот дорогущий робот стоит $15 000. Он поддерживает Wi-Fi, поставляется с видеокамерой 5-Мп и максимальной скоростью 3,5 миль в час. ЖК-экран 320 х 240, возможность делать видео и фотографии. Вам не придется больше ходить на конференции и тратить время на встречи: робот станет вашим аватаром в офисе.

«Разум»

Здесь вы выходите за рамки школы, находите своих друзей и связываетесь с новейшими технологиями. Во главе с опытными инструкторами и преподавателями вы переживаете настоящие моменты радости.

С совершенствованием каждой строки кода, каждым разработанным устройством и преодолением каждого препятствия, здесь вы приобретаете навыки для формирования своего большого будущего.

На онлайн-курсах ребята научатся:

• Робототехника и основы электроники
• 3D-моделирование и 3D-печать
• Программирование электронных устройств./li>

Также у центра есть ютуб-канал, где можно смотреть все видеоуроки.

STEM

В учебный план STEM программы входит изучение естественных наук, инженерного дела, технологий и математики прикладным способом.

С помощью подробных анимированных видео инструкций учащиеся собирают проекты из подручных материалов. В процессе сборки проектов приобретаются навыки владения ручным и электрическим инструментом.

Большинство проектов представляют собой движущиеся механизмы. В игровой форме можно проводить опыты или соревнования, на которых закрепляется пройденный материал.

Вводный урок бесплатный. Но уже на нем учение 1-7 класса соберет движущуюся модель из подручных материалов и инструментов. Устройство представляет собой подвижную платформу на вентиляторной тяге. На примере данного устройства можно наглядно оценить изменение полярности питания при подключении мотора, принцип работы вентиляторных лопастей.

Университет Квинсленда (на английском)

Миру нужны люди, которые разбираются в робототехнике. Начните с этой гибкой и практической программы онлайн-курсов от Квинслендского технологического университета.

Программа внедрения робототехники от Квинслендского технологического университета (QUT) состоит из трех онлайн-курсов, которые строят от теории до практики.

Вы начнете с изучения того, как мы используем роботов, чтобы помочь решить большие проблемы в нашем обществе сегодня.

Вы познакомитесь с математическими знаниями и навыками программирования, необходимыми для того, чтобы заставить роботов двигаться, и вы испытаете свои навыки в практических упражнениях.

Вы будете проектировать, создавать и программировать простую руку робота, и вам будет предложено поделиться видео вашего робота с учащимися по всему миру.

Программа Introducing Robotics открыта для всех, кто интересуется робототехникой и хочет понять, как программировать роботов, чтобы заставить их выполнять полезные задачи.

Роботы для дома

Следующая десятка роботов разнообразит дизайн вашего дома и поможет быстрее выполнять обычные задачи, например, колоть орехи или мыть окна.

Робот-завариватель чая оригинально смотрится в кружке, подходит для посуды с разным диаметром и стоит всего $9.

Робот подержит горшок с растением и разнообразит дизайн вашей комнаты.

Два забавных робота помогут справиться со скорлупой и украсят кухню. Стоят по $30.

Робот для наушников

Этот милаха за $15 поможет наслаждаться музыкой вдвоем. Голова робота вынимается из тела и вставляется в порт под наушники, в глазах — два стандартных разъема под наушники.

Этот робот за $575 сам держится на стекле с помощью вакуума и выбирает лучший маршрут, чтобы ваши окна сияли чистотой.

Робот-массажёр

Если вам очень хочется массажа, а сделать его некому, робот-массажер поможет снять напряжение. Робот размером с ладонь медленно и аккуратно двигается по телу, а специальный угол наклона поможет ему не свалиться с вашей спины. Стоит робот $150.

Робот из керамики станет забавным дополнением для туалета, поставляется сразу с туалетной бумагой и стоит $59.

Очаровательная роболампа с поворачивающейся головой: красивая и практичная. Возможен предзаказ.

Открыть бутылку пива поможет верный R2-D2. Прикольный робот для фанатов звездных войн обойдется в $17,99.

Робот-копилка

Этот робот из алюминия и бронзы не только украсит комнату, навевая воспоминания о научно-фантастических романах, но и поможет избавиться от мелочи в кошельке.

Как будут развиваться роботы

Сложно представить, что только не будут уметь роботы в ближайшие десятилетия. Уже созданы роботизированные мышцы, которые в 1000 раз сильнее человеческих и способны поднимать грузы в 50 раз больше собственного веса. Дальнейшее развитие роботов будет связано с открытием новых материалов и свойств, а также достижений компьютерной техники.

Программное обеспечение манипуляторов со временем увеличит возможности техники и сенсоров. Например, робот-манипулятор, захватывающая груз, сможет сообщить оператору точный вес или размер, а новые компьютерные технологии смогут обеспечить более сложные траектории. Будет повышена эффективность использования нейросетей за счет усложнения их архитектуры и снижения энергопотребления. Продолжится массовое внедрение облачных сервисов для машинного обучения, что расширит двигательные действия роботов.

Edurobots

Серия видеоуроков по робототехнике на основе конструктора VEX IQ. Учебный курс ориентирован на начинающих и не требует специальных входных знаний. Автор — преподаватель робототехники Олег Горнов.

VEX IQ – очень удачное образовательное решение, которое позволяет, с одной стороны, показать все базовые принципы робототехники, с другой — воплощать в реальности и оживлять свои самые смелые идеи.

К преимуществам VEX IQ относятся:

• Надежная конструктивная база, которая позволяет создавать достаточно большие конструкции, которые при этом сохраняют жесткость и прочность.
• Возможность одновременно использовать двенадцать датчиков и двигателей.
• Наличие пульта управления позволяет создавать управляемых роботов, а также значительно разнообразит учебный процесс.
• Для реализации автономного поведения робота возможно использовать датчики расстояния, цвета, касания и пр.
• В конструкторе VEX IQ используются металлические оси и валы, что значительно расширяет его возможности и повышает точность движений.
• Зубчатые колеса и рейки, шкивы, цепи позволяют изучать широкий перечень механизмов.

30 видеоуроков раскрывают образовательные возможности роботоконструктора VEX IQ и затрагивают такие темы, как построение устойчивых и прочных конструкций, преобразование энергий, простые и сложные механизмы, конструирование мобильных роботов, построение манипуляторов, элементы теории управления и пр.

Гусеничный Xiaomi Mi Bunny Block Robot

Мощный механизированный робот-конструктор из 1 086 деталей с прочной гусеничной лентой, зубчатыми колёсами, карданным валом, модулями червячного привода и множеством других элементов. Он легко справляется со сложным рельефом и препятствиями.

Мобильное приложение для контроля робота позволяет использовать виртуальный джойстик для прямого управления, режим визуального программирования и голосовые команды. Такой набор порадует ребёнка огромным количеством возможностей для игр, научит основам программирования в развлекательной форме и поможет развить мелкую моторику.

Цена: от 6 280 рублей.

GJS Ganker

Небольшой робот с металлическим корпусом для боевых соревнований. В сражении Ganker может атаковать мечами и лазерными пистолетами. Победитель определяется с помощью встроенных датчиков со светодиодными индикаторами и системы подсчёта очков.

Управление роботом осуществляется с мобильного устройства на iOS или Android через Wi-Fi-соединение. В приложении можно программировать движения, комбинации атак и спецприёмы. Ёмкости аккумулятора должно хватать на 40 минут работы.

Ganker подойдёт как для детей школьного возраста, так и для взрослых любителей робототехники.

Цена: 38 123 рубля.

Перспективы развития робототехники для дома

В ближайшем будущем можно ожидать появления как узкоспециализированных, так и универсальных роботов, чьей основной функцией будет помощь в домашнем хозяйстве.

В 2015 г. японской компанией Seven Dreamers Laboratories был создан робот для складывания одежды Laundroid, снабженный устройством, которое позволяет распознавать изображения. Робот появится на рынке в 2017 году. Одновременно с этим американская компания FoldiMate представила аналогичный девайс, способный сложить вещь за 10 секунд.

Нам предстоит познакомиться и с универсальным роботом Romeo, присматривающим за пожилыми людьми и инвалидами. Среди функций нового изобретения — ведение диалога с пользователем и считавшие информации о его физическом состоянии. Над его созданием сейчас работают 16 компаний, разрабатывающих новейшую робототехнику.

Колёсный Xiaomi Mi Bunny Block Robot

Конструктор из 978 деталей с процессором, Bluetooth-модулем, сервоприводами и парой мощных колёс со скоростью вращения 170 оборотов в минуту и крутящим моментом 25 Н·см. Набор позволяет собирать четыре разные модели: боевого робота, летательный аппарат, динозавра или мотоцикл.

Управлять собранным механизмом можно с помощью мобильного приложения в режиме планирования маршрута, прямого управления движением или программирования действий из возможных сценариев. Это отличный подарок для юного любителя робототехники и программирования.

Цена: 11 277 рублей.

Обратите внимание! Все цены действительны на момент публикации подборки. Магазины могут обновлять стоимость товаров в течение дня

Interoperability

Это модное английское слово можно грубо перевести как «способность разных устройств продуктивно взаимодействовать друг с другом для выполнения общих задач». Фактически, это означает, что для достижения наилучшего результата весь зоопарк устройств для «умного дома», который существует сейчас и появится в будущем на рынке, должен уметь общаться друг с другом. И, возможно, ещё и с домашним роботом, который может служить «дворецким» и передавать умным устройствам ваши полезные указания.

Зачем вам это может понадобиться?

Вот всего лишь несколько возможных вариантов использования, в которых Interoperbility необходима:

• Робо-тележка, доставляющая купленную еду в умный холодильник, который эту еду заказал. Тележка должна уметь взаимодействовать с холодильником, с дверью и с дронами-доставщиками. Да, я надеюсь, что у нас будут дроны-доставщики.
• Возможность просмотреть статус, нужды и проблемы всех устройств на одном смартфоне, либо с помощью робота-дворецкого. Соответственно, смартфон, робот и весь домашний зоопарк устройств должны уметь обмениваться информацией.
• Ваши робот-пылесос, умная лейка и автоматическая игрушка для кота не должны сталкиваться посреди вашей гостиной и мешать друг другу выполнять свои задания. Для этого им нужно передавать друг другу информацию о своём местоположении и, возможно, запланированном пути. Ну или уметь автоматически избегать друг друга.

Увы, пока дела с коммуникацией оставляют желать лучшего. Насколько известно автору, на момент написания этой заметки большая часть производителей «умного дома» не поддерживает единого стандарта на коммуникацию. В лучшем случае вы получите интеграцию с IFTTT. В принципе, на самых первых порах этого может оказаться достаточно. Тем более, интерейс IFTTT довольно дружелюбен к обычным пользователям. В следующем параграфе станет ясно, почему эта дружелюбность важна.

Robot-ON

Онлайн курсы по робототехнике с начального уровня до продвинутого. Все, что нужно — набор для сборки робота и установленная программа для программирования и управления. После оплаты курса нужный конструктор привезет курьер.

Ребенок сможет сам собрать робота и запрограммировать его. Программировать легко –  код заменен на цветные блоки. Логика программирования остается, но процесс проходит весело и интересно. А еще ребенок узнает про основы электроники: как бежит ток, как работают лампочки, моторы, кнопки и микросхемы.

ПРОГРАММА КУРСА

• Введение в схемотехнику/электронику (диоды, резисторы, кнопки, потенциометры итд.)
• Основы программирования в среде программирования RobotON Studio
• Сборка корпуса робота
• Сборка электронной схемы робота на базе Arduino
• Программирование робота (образовательные кейсы).

«Робот-рисовальщик» — первый робот, с которым ребенок научится всем основам робототехники. Дальше можно приступать к более сложным моделям! Следующий курс — «Роборука», она умеет различать объекты по цвету и перекладывать их. «Танком» можно управлять с телефона по Wi-Fi, а еще у него есть датчики, чтобы объезжать препятствия (еще на « танках» можно устраивать гонки роботов!). А у «Паука» — 8 моторов, он может бегать и даже танцевать. Всему этому можно научиться на курсах Robot-ON.