2018/05/29 08:41:02

Роботы
Робототехника

.

Содержание

Робототехника (мировой рынок)

Терминология

Андроид - это слово греческого происхождения обозначает робота или другой синтетический организм, внешне напоминающий человека. «Андроидом» обычно называют и мужчин, и женщин, однако более правильным было бы называть роботов женского пола «гиноидами»[1].

Дистанционное управление - управление роботами на расстоянии: с нескольких сот метров или с другого конца света.

Нанороботы - крошечные роботы, которые когда-нибудь будут использоваться для строительства, обслуживания и ремонта систем на молекулярном уровне.


Функциональное определение робототехники Лаборатории робототехники Сбербанка:
современная робототехника (роботика, robotics) представляет собой скорее целое семейство исследовательских направлений, технологий, продуктов и изделий. Это семейство объединено тремя свойствами, которые выполняются одновременно:

  • устройство способно чувствовать (SENSE) окружающий мир или его элементы (используя сенсоры);
  • устройство способно понимать (THINK), обрабатывать получаемую информацию о внешнем мире, создавая и адаптируя модель окружающего мира и своего поведения;
  • устройство способно действовать (ACT), изменяя окружающий мир в соответствии с моделью своего поведения.

Каталог "Робототехника" на TAdviser

По этому адресу доступен каталог "Робототехника"..

Три закона робототехники Айзека Азимова

Устав читать про то, как выдуманные роботы убивают своих создателей, писатель-фантаст Айзек Азимов представил три закона робототехники в небольшом рассказе «Хоровод» (1942 год). С тех пор они часто упоминаются в художественных произведениях, посвященным роботам. Вот эти три оригинальных закона[2]:

1. Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинен вред
2. Робот должен повиноваться всем приказам, которые дает человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат первому закону
3. Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит первому и второму законам

  • В 1986 году в романе Азимова «Академия и Земля» появляется Нулевой закон роботехники: «Робот не может навредить человечеству или своим бездействием допустить, чтобы ему был нанесен вред». В 2016 году американский профессор-юрист Марк Ротенберг выдвинул Четвертый и Пятый законы: «Робот должен открыто идентифицировать себя» и «Робот должен быть способен публично обосновать свои действия».

Вариант EPSRC 2011 год

1. Роботы не должны разрабатываться с единственной целью уничтожения или причинения вреда людям
2. Ответственным лицом выступает человек, а не робот. Робот — инструмент для достижения человеческих целей
3. Роботы должны разрабатываться с учетом безопасности их использования
4. Роботы — искусственные создания, они не должны играть на эмоциях чувствительных людей. Робот не может быть неотличимым от человека
5. Всегда должна иметься возможность узнать лицо, юридически ответственное за данного робота

  • Комитет по инженерии и научным исследованиям (Engineering and Physical Sciences Research Council) — британское государственное агентство, занимающееся регулированием научно-технической сферы в стране[3].

Сатья Наделла 2016 год

1. Искусственный интеллект (ИИ) должен создаваться, чтобы помогать человечеству
2. ИИ должен быть прозрачен: всегда должна иметься возможность выяснить, как он работает
3. ИИ должен приводить к росту эффективности решения задач, не нарушая достоинства людей
4. ИИ должен поддерживать разумную конфиденциальность и заслужить доверие, защищая вверенную ему информацию
5. ИИ должен контролироваться алгоритмически: человек имеет возможность «отменить» ненамеренно причиненный им вред
6. ИИ должен быть защищен от помех и относиться ко всем людям одинаково

  • В то время глава Microsoft; правила были перечислены в интервью журналу Slate.

Марк Тильден 2016 год

1. Робот должен защищать свое существование любой ценой
2. Робот должен находить и поддерживать доступ к источнику энергии
3. Робот должен постоянно искать новые, лучшие источники энергии

  • Крупный робототехник, основатель компании WowWee, автор концепции BEAM. Его правила созданы именно для BEAM-роботов, которые построены на основе простых аналоговых цепей — нехитрых, зато надежных и эффективных.

23 принципа искусственного интеллекта

Созданный в 2014 году Институт будущего жизни (Future of Life Institute, FLI)— исследовательская и просветительская организация, функционирующая на общественных началах и изучающая риски, которым подвергается человечество, в особенности те, которые связаны с прогрессом в области искусственного интеллекта (ИИ). В числе основателей института — космолог Макс Тегмарк и один из главных разработчиков Skype Яан Таллинн, в его консультативный совет входят генетик Джордж Чёрч, физик Стивен Хокинг, предприниматель Илон Маск и многие другие выдающиеся деятели современной науки и техники. В январе 2017 года FLI провел мастерскую и конференцию «Полезный ИИ» (Beneficial AI), важнейшим итогом которой стали принципы ИИ, названные, по национальному парку Асиломар, где проходила конференция, асиломарскими.

Перечню принципов предпослано краткое вступление: «Искусственный интеллект уже дал людям всего мира ряд полезных инструментов, применяемых ими в повседневной жизни. Его дальнейшее развитие в будущие годы и столетия, направляемое следующими принципами, откроет невероятные перспективы помощи людям и расширения их возможностей».

Научные исследования

  • Цель исследований: целью исследований в сфере ИИ должно быть создание не безадресного разума, а полезного разума.
  • Финансирование исследований: инвестиции в ИИ должны сопровождаться финансированием исследований, направленных на обеспечение его полезного применения, в том числе для решения острых животрепещущих вопросов информатики, экономики, юриспруденции, этики, социологии, например:
    • как нам сделать будущие ИИ-системы высоконадежными, чтобы они делали то, что нам требуется, никогда не ломались и не были подвержены взлому?
    • как нам с помощью автоматизации повысить свое благосостояние, сохранив за людьми ресурсы и возможность целесообразной деятельности?
    • как нам изменить наши законодательные системы в сторону большей справедливости и эффективности, чтобы они шли в ногу с развитием ИИ, и как управлять рисками, связанными с ИИ?
    • в соответствии с какими ценностями необходимо строить ИИ, и каким правовым и этическим статусом он должен обладать?

  • Связь науки и политики: между разработчиками ИИ и государственными деятелями, определяющими политику своих стран, должен происходить здоровый конструктивный обмен информацией.
  • Культура научно-исследовательской деятельности: в среде исследователей и разработчиков ИИ должна поддерживаться культура сотрудничества, взаимного доверия и прозрачности.
  • Отказ от гонки: командам, разрабатывающим ИИ-системы, следует активно сотрудничать друг с другом, — это поможет им не «срезать углы», жертвуя стандартами безопасности.

Этика и ценности

  • Безопасность: ИИ-системы должны быть надежными и безопасными в течение всего срока службы, и эти их качества должны быть верифицируемыми везде, где такая верификация применима и осуществима.
  • Технологическая прозрачность: если ИИ-система причинит вред, должна быть возможность установить причину.
  • Правовая прозрачность: при участии автономной системы в принятии судебных решений всякое ее предложение должно снабжаться удовлетворительным объяснением, которое может быть проверено компетентным уполномоченным человеком.
  • Ответственность: моральная ответственность за функционирование передовых ИИ-систем и последствия пользования (а также злоупотребления) ими лежит на их проектировщиках и создателях, которые обязаны — и имеют возможность — продумать эти последствия.
  • Соответствие ценностей: при разработке ИИ-систем с высокой степенью автономности необходимо гарантировать соответствие их задач, а также поведения в процессе функционирования, человеческим ценностям.
  • Человеческие ценности: проектирование и эксплуатация ИИ-систем должны быть совместимы с идеалами человеческого достоинства, прав, свобод и культурного многообразия.
  • Неприкосновенность частной жизни: человек, предоставляющий ИИ-системе полномочия для анализа и использования сгенерированных им данных, должен иметь доступ к этим данным, право ими распоряжаться и их контролировать.
  • Свобода и неприкосновенность: применение ИИ для обработки персональных данных не должно приводить к неправомерному ограничению реальной или воспринимаемой свободы людей.
  • Общее благо: технологии ИИ должны приносить пользу и новые возможности максимальному количеству людей.
  • Общий успех: экономическим процветанием, создаваемым благодаря ИИ, необходимо широко делиться, чтобы пользу получило все человечество.
  • Человеческий контроль: людям принадлежит выбор, делегировать ли ИИ-системе принятие решения для достижения целей, выбранных людьми, и если да, то как именно делегировать.
  • Неподавление: власть, контролирующая самые передовые ИИ-системы, должна с уважением относиться к социальной и гражданской активности, от которой зависит здоровье общества, и не подавлять ее, а заботиться о ее совершенствовании.
  • Гонка ИИ-вооружений: необходимо избежать гонки в создании автономных систем вооружения смертельного действия.

Вопросы на дальнейшую перспективу

  • Осторожность в отношении возможностей: поскольку на данный счет нет единого мнения, следует воздерживаться от категорических суждений касательно потолка возможностей будущих ИИ-систем.
  • Значение: передовые ИИ-системы, возможно, привнесут фундаментальное изменение в историю жизни на Земле, поэтому необходимо обращать соответствующее внимание и выделять достаточные ресурсы на планирование таких систем и управление ими.
  • Риски: необходимо направить усилия, соразмерные ожидаемому эффекту, на прогнозирование и предотвращение угроз, — особенно катастрофических и экзистенциальных, — исходящих от ИИ-систем.
  • Рекурсивное самосовершенствование: необходимо поставить под жесткий контроль развитие самосовершенствующихся и самовоспроизводящихся ИИ-систем, способное привести к их быстрому качественному или количественному росту.
  • Общее благо: суперинтеллект должен разрабатываться лишь на службе всеобщих этических идеалов и на благо всего человечества, а не отдельного государства или организации.

Документ открыт для подписания, и на данный момент его подписали уже более тысячи исследователей, непосредственно занимающихся вопросами ИИ и робототехники, и более двух тысяч других специалистов. Это, конечно, ничтожно мало по сравнению с количеством тех, кому знакомы Три закона роботехники, но инициатива ширится.

Законодательство и налоги для роботов

Основная статья: Законодательство и налоги для роботов

Модели производителей

Как роботы заменяют людей

Основная статья: Как роботы заменяют людей

Коботы

Промышленные роботы

Крупнейшим потребителем промышленных роботов является Азия.

Годовые поставки промышленных роботов (тыс. штук), в разбивке по регионам. Данные Международной Федерации робототехники (International Federation of Robotics, IFR)

Ведущей промышленностью по использованию роботов является автомобилестроение.

В каких отраслях используются промышленные роботы

Сервисные роботы

Роботы в медицине

Роботы в ресторанах

Основная статья: Роботы в ресторанах

Боевые роботы

Основные события

2017: IOActive: Взломанные роботы могут быть смертельно опасны

Исследователи из IOActive проверили[4] безопасность ряда человекоподобных роботов для дома и бизнеса, а также промышленных машин. Результаты вызвали серьезную обеспокоенность экспертов[5].

Было обнаружено множество уязвимостей - проблемы с аутентификацией / авторизацией, незащищенная передача данных, не задокументированные функции, неизменяемые пароли, отсутствие шифрования в хранилищах данных и легко отключаемая защита человеческой безопасности. Все это может быть использовано злоумышленниками для слежки за пользователями, похищения робота, его блокировка, и, что самое ужасное, причинения вреда человеку.

Эксперты провели исследование проблем безопасности малогабаритных гуманоидных роботов от UBTech Alpha, интерактивных роботов-компаньонов малых и средних размеров от SoftBank Robotics 'Pepper', и индустриальных роботов от Universal Robots. Последние представляют из себя так называемые «механические руки», работающие с людьми без какого-либо физического разделения.

В сопроводительном отчете они также описали уязвимости, обнаруженные в программном обеспечении для гуманоидных роботизированных комплектов от компании ROBOTIS, системах управления роботами Asratec (работающими на V-Sido OS) и в промышленных роботах модели Baxter от Rethink Robotics.

«Поскольку роботы рассчитаны на взаимодействие преимущественно с конечными пользователями, физический доступ является вполне ожидаемым и приемлемым. Роботы для дома и бизнеса обычно взаимодействуют с членами семьи, гостями, клиентами и сотрудниками, а промышленные роботы - с рабочими на заводах. Физические атаки возможны, только если у злоумышленников есть непосредственный доступ к оборудованию», - отмечают исследователи.

У таких роботов, как правило, присутствуют открытые порты подключения, которые позволяют пользователям "играться" с их настройками через специальные USB-устройства или Ethernet-соединения. Однако есть способы, с помощью которых злоумышленники могут изменять настройки безопасности удаленно. Например, нарушение механизмов обнаружения и предотвращения столкновения может стать потенциальной причиной серьезных травм. Исследователям также удалось получить полный доступ к модели Alpha 1S от UBTech, послав поддельный образ прошивки через Bluetooth.

2016: Администрация президента США: Отчёт «Искусственный интеллект, автоматизация и экономика»

В конце года был опубликован отчёт администрации президента США «Искусственный интеллект, автоматизация и экономика»[6], основные тезисы[7]:

  • замена человека машинами на значительной части рабочих мест неизбежна. Причина элементарна (и всё чаще называется «сценарием Макдональдса»[8]: лучше всех сформулировал её один из бывших руководителей известной компании): стоимость рабочего часа человека (дорожающая непрерывно) в конце концов превысит стоимость рабочего часа робота (дешевеющую так же непрерывно) — и тогда простой здравый смысл подтолкнёт работодателей к переменам. При этом в Белом доме верят, что ИИ потенциально способен стать главным драйвером экономического роста и социального прогресса — то есть, вовсе не обязательно повлечёт только негативные последствия. Но и негативные последствия без сомнения будут.
  • те предприниматели, которые сделают ставку на роботов, получат скачок производительности (ведь роботы трудятся без перерывов и выходных). Однако, в процессе перемен неизбежно возникновение сложного набора перекосов. Например, снижение спроса на рабочие руки в областях, легко поддающихся автоматизации (предполагающих повторение простых действий), будет «компенсировано» повышением спроса на специалистов, разбирающихся в роботах и ИИ. Но «компенсировано» не зря поставлено в кавычки: работники, вытесненные машинами, претендовать на образовавшиеся благодаря машинам рабочие места сразу не смогут, им не хватит квалификации. Другой перекос обусловлен тем, что на рынке станет меньше низкооплачиваемых профессий и больше высокооплачиваемых. И это само по себе таит угрозу социального взрыва. Наконец, будут перекосы по районам размещения производств (там, где роботов будет больше, сформируется специфический рынок труда) и по отраслям промышленности (где-то роботов будет применить проще, где-то — невозможно).
  • предсказать, куда именно ударит автоматизация, невозможно. А значит, необходимо действовать с упреждением и по всему социально-экономическому фронту сразу. И действовать нужно агрессивно: негативные последствия автоматизации зависят не только от технологий, но и от того, предпримет ли что-нибудь государство, чтобы их компенсировать. Отсюда три стратегических рекомендации для правительства и бизнеса.

  • Государству необходимо всячески способствовать исследованиям и разработкам в области роботизации и искусственного интеллекта. Это вроде бы противоречит логике (роботы и так уже вредят, так зачем их плодить?), но объясняется очень просто. Дело в том, что автоматизация наступает «с низов»: она в первую очередь высвобождает рабочие руки с мест, не требующих высокой квалификации и не связанных с производством большой добавленной стоимости, и позволяет перенаправить их на рабочие места более высокого уровня. В результате, чем больше роботов задействовано на конкретном предприятии, тем выше может быть производительность труда каждого сотрудника в среднем. Это, конечно, требует переобучения высвобождающихся сотрудников, но на то и следующий пункт.
  • Расходы на образование необходимо увеличить в разы. При этом имеется в виду как переобучение работников, ставших ненужными из-за автоматизации их профессий, так и классическое образование, в том числе бесплатное среднее (с акцентом на компьютерные науки). Предполагается, что чем раньше и легче человек получит доступ к качественному образованию, тем проще ему будет повысить свою квалификацию впоследствии. Для этого в США уже действуют несколько спонсируемых государством социальных программ переобучения, но и их требуется расширять. Впрочем, конечно, спасти от последствий автоматизации удастся не всех, поэтому:
  • Необходимо усилить социальную защиту. Пособия по безработице, медицина, адресная помощь нуждающимся, содействие профсоюзам — всё это давно известно, но предлагается углубить. Но упоминаются и новаторские инструменты: страхование зарплат (на случай, если работника переведут на должность с понижением оклада), экстренная помощь семьям в кризисные периоды.
  • В период активной автоматизации (всё чаще называемой роботизацией) государству особенно важно заботиться о поддержании честной конкуренции. Дело тут в том, что компаниям, работающим на ниве информационных технологий (куда роботы и искусственный интеллект вполне попадают), как никому другому легко конкуренцию подавлять.

2013: NASA Valkyrie

Робот NASA Valkyrie представлен в 2013 году. Рост робота составляет 190 сантиметров, а вес - 125 килограмм. Кроме того, он крайне удобен в обслуживании. Севшую батарею можно заменить в течение нескольких минут, и также достаточно быстро можно поставить вместо повреждённой конечности новую. Кстати, левая и правая руки у Valkyrie взаимозаменяемы, так как идентичны по конструкции. И хотя в плане моторики эти роботы немного уступают произведениям Boston Dynamics и Honda Asimo, своё широкое применение они, вероятнее всего, найдут раньше.

2010: DARwin-OP

Робот DARwin-OP был представлен на конференции Humanoids 2010, отличается открытым железом и ПО. Оснащен двигателем, позволяющим ходить на двух ногах, системой зрения и автономными моделями поведения.

2008: I-SOBOT

Вышел I-SOBOT - самый крошечный серийный андроид, его рост составлял 16 см, а вес — 300 г. I-SOBOT знал 200 фраз.

2006

Анонсирован Robonova, который может бегать, кувыркаться назад и танцевать. Стоит 39 830-.

Появилось много дорогих андроидов, в том числе ZMP Nuvo. Однако его умения не оправдывали высокой цены в $6000.

2005: Seiko Epson Micro Flying Robot Helicopter

Seiko Epson Micro Flying Robot Helicopter - самый крошечный в мире летающий робот весит всего 8,9 г, у него четыре актуатора и два ротора, балансирующие в полете.

2004: Robosapien

Robosapien — робот-биоморф, управляемый посредством инфракрасного пульта. Есть 67 команд, в том числе для хватания и бросания.

2003: Sony QRIO

Представлен робот-гуманоид Sony QRIO. Увы, он не пошел в продажу, вместе с Aibo проект закрыли в 2006 году. Так и представляем, как они лежат в своих могилках.

2001: Electrolux Trilobite

Первый в мире коммерческий робот-пылесос Electrolux Trilobite. Модель Trilobite 2.0 до сих пор в продаже.

2000: Honda Asimo

Робот Honda Asimo (рост его составляет всего 130 сантиметров при весе 50 килограмм) своим именем не только созвучен с фамилией Айзека Азимова, но и, в общем-то, раскрывает общую миссию проекта. Asimo расшифровывается как - Advanced Step in Innovative MObility. Корпорация Honda работает над созданием человекоподобных роботов ещё с 1986 года, но именно эта модель стала действительно прорывной. Помимо весьма продвинутой моторики, Asimo неплохо ориентируется в обстановке, избегает столкновений с движущимися предметами, а также умеет распознавать речь, жесты и лица.

1999: Sony Aibo

Собачка Aibo (Artificial Intelligence RoBOt) от Sony стала знаковым роботом конца века. До кончины линейки в 2006 году было выпущено пять моделей.

1998: Lego Mindstorms Robotics Invention System

Lego представила Mindstorms Robotics Invention System. В оригинальном наборе Mindstorms было только два сенсора прикосновений и один сенсор света, но даже тогда это была воплощенная мечта.

1996

В 1996 году Honda создала (но не представила) P1, а вот P2, несмотря на его скучное название, получил пристальное внимание прессы. 182 см и 210 кг — самый увесистый из роботов Honda.

1994

На смену оригинальному роботу Dante, так и не сумевшему в 1993 году взять пробу газа из активного вулкана, пришел Dante II, умудрившийся все-таки совершить этот подвиг.

1993

Самый крошечный в мире робот Monsieur от Seiko Epson меньше 1 см³. Умел двигаться к источнику света. Как мило!

1981

В 1981 году на фабрике Kawasaki во время техобслуживания гидравлическая рука столкнула в дробилку Кенджи Урада.

1979

  • Двенадцать лет ушло на то, чтобы научить робота Stanford Cart свободно двигаться по заставленной стульями комнате. Реализовать это удалось благодаря стереозрению машины и компьютеру, определяющему расстояние до препятствия и корректирующему маршрут.
  • Первый известный случай убийства роботом произошел в 1979 году: на заводе Ford в Мичигане двадцатипятилетнего Роберт Уильямса ударила роборука.

1961

Первый в мире индустриальный робот Ultimate начал работать на заводе General Motors (GM). Программы для его руки весом 1200 кг хранились на магнитном барабане.

1939

Первый робот-гуманоид был создан компанией Westinghouse. Elektro достигал 2,1 метра, мог произносить более 700 слов (при помощи пластинки). В 1960-х годах андроид сыграл ключевую роль в классическом фильме категории Б «Sex Kittens Go to College».

1921

Термин «робот» впервые использован в пьесе чешского писателя Карела Чапека «Р.У.Р.» («Россумские универсальные роботы»). Термин происходит от чешского слова robota, что значит «каторга», «тяжелая работа».

Прикладная робототехника: Dangerous Toast Buttering Robot

Робототехника