Мобильная робототехника что это
Честно о робототехнике
Честно о робототехнике
Что такое мобильная робототехника?
Мобильная робототехника сегодня одно из наиболее востребованных и популярных направлений в профессиональном мире. Специалисты этой области проектируют, производят, собирают, устанавливают, программируют, управляют и обслуживают механические, электрические системы и системы управления мобильным роботом. Робототехнику необходимо знать элементы механики и информационных технологий, то есть программирование автоматизированных систем управления.
В рамках чемпионатного движения WorldSkills Russia эта компетенция появилась относительно недавно и успешно развивается. Робототехника является перспективным направлением в современном мире. Но несмотря на преимущества данной компетенции, в Петербурге наблюдается низкий уровень заинтересованности и участия в таких соревнованиях.
Немного истории
Среди первых трех компетенций, по которым впервые провели соревнования для юниоров WorldSkills Russia в 2015 году, была и «Мобильная робототехника». Тогда в учреждениях дополнительного образования Санкт-Петербурга именно по этому направлению проводились занятия, приближенные к стандартам WorldSkills Russia в регионах. И уже в 2016 году петербургская команда успешно показала себя на Национальном чемпионате «Молодые профессионалы» (WorldSkills Russia).
Но в 2017 году культурная столица России не смогла провести региональный чемпионат из-за недостаточного количества команд, а их должно быть не меньше пяти. В этом году на IV Открытом региональном чемпионате «Молодые профессионалы» с трудом удалось собрать команды и провести соревнования по всем этапам.
В рамках деловой программы второго этапа IV Открытого Регионального чемпионата «Молодые Профессионалы» (WorldSkills Russia) в конференц-зале «Академии цифровых технологий» прошел круглый стол на тему «Высокотехнологичное будущее становится настоящим: развитие инженерного мышления школьников в образовательных организациях». Модератором встречи выступила главный специалист отдела развития образования Комитета по образованию Санкт-Петербурга, Наталия Губкова. Вместе с экспертами WorldSkills и представителями различных компаний, предоставляющих оборудование для соревнований, она обсудила проблему недостаточно хорошей подготовки петербургских участников к соревнованиям различного формата, таких как WorldSkills Russia.
Главные проблемы развития компетенции
В результате дискуссии на круглом столе выявили множество проблем. В первую очередь, одна из наиболее важных, это отсутствие мотивации участвовать в чем-либо без гарантии получения какой-либо материальной выгоды. Многие ученики отказываются от конкурсной деятельности только из-за того, что победа не дает гарантии поступления, например, на бюджет в какой-либо ВУЗ или получения 100 баллов к ЕГЭ. Их не интересует проверка собственных знаний, уровня подготовки, чтобы понять, чему ты научился и что еще только предстоит освоить в той или иной области.
Руководитель лаборатории робототехники ГБНОУ «Академия цифровых технологий» и региональный эксперт по компетенции «Мобильная робототехника» WorldSkills Russia Juniors Валентина Любимова отметила отсутствие информации о специализации, доступности учреждений дополнительного образования и недостаточную оснащенность их оборудованием. По ее словам, дети совершенно не понимают, чего они хотят или на что соглашаются, когда выбирают ту или иную специальность. Все это огромные проблемы для предпрофессионального образования.
О спортивной подготовке
Несмотря на то, что соревнования никак не связаны со спортом, хорошая физическая подготовка все же требуется. Выносливость и сила помогают ребенку не сдуться на соревнованиях, что важно для успешного прохождения всех этапов до конца. Оказалось, что у юных робототехников с этим делом плохо. Это значит, что помимо занятий программированием и конструированием, ребятам необходимо посещать спортивные кружки: футбол, бассейн, оздоровительная гимнастика и так далее.
О мышлении
«Шаблонное мышление: дайте мне схему, и я соберу, дайте мне программу, и я скопирую, а скажите еще какие параметры туда поставить. Мы стараемся от этого отходить. Начинаем с каких-то простых чертежей на бумаге, а там уже начинаем думать. Пытаемся разобраться, собираем механизмы, проектируем, моделируем» — делится опытом эксперт компетенции «Мобильная Робототехника» WorldSkills Russia, Валентина Любимова.
Петербург должен занять достойное место в этом процессе.
Как проходит подготовка к соревнованиям в ГБНОУ «Академия цифровых технологий»
«Мы не натаскиваем детей на задание. Мы учим их учиться и даем определенные знания, которые им пригодятся для самостоятельного выполнения конкурсного задания. На других компетенциях можно увидеть, что дети приходят и выполняют задачу, которую они возможно отработали вне площадки с тренером. Но, у нас прямо перед соревнованием появляется 30% изменений и участники узнают о них только на площадке» – рассказывает эксперт компетенции «Мобильная Робототехника» WorldSkills Russia, Валентина Любимова.
Мобильная робототехника что это
Когда-то роботы были лишь привлекательным сценарием для фантастического фильма и смелым сюжетом для футуристического рассказа. Сегодня механические помощники стали неотъемлемой частью жизни человека.
Что такое мобильная робототехника? Где научиться конструировать? И почему за искусственным интеллектом будущее? Разберемся прямо сейчас.
Робототехника совершенствует и облегчает работу в самых различных сферах общества. Например, в медицине робототехника даёт возможность создавать подвижные протезы конечностей, обеспечивать послеоперационную помощь и диагностировать заболевания.
Наиболее совершенные экземпляры могут проводить высокотехнологические операции под наблюдением врачей. Робототехника широко используется и в машиностроении. Она хорошо модернизирует производство на предприятиях.
Мобильной робототехникой можно заниматься с самого раннего возраста. Некоторые школы включают курсы по робототехнике в программу дополнительного образования.
Выпускник «Техно-Школы» Михаил Овчинников сконструировал робота, способного утилизировать мусор с городских улиц. При движении машина собирает пищевые отходы, стекло, бумагу и пластик, сортируя мусор в разные контейнеры
Вместе со своими товарищами Миша сконструировал макет космодрома «Восточный».
Хорошо помогут в развитии навыков создания, конструирования и программирования роботов такие образовательные проекты, как Фестиваль «Техно-Пермь» и программа раннего профессионального развития JuniorSkills компетенции «Робототехника».
Главный эксперт JuniorSkills в компетенции «Мобильная робототехника» отметил значимость этой деятельности.
— Какие качества или умения нужны человеку, занимающемуся мобильной робототехникой?
— По большой части это будут инженерные, конструкционные умения и навыки программирования. Мобильной робототехникой в основном занимаются в командах, поэтому желательны и коммуникативные навыки.
— Как вы считаете, что ждёт робототехнику в недалёком будущем?
-Хочется верить, что она станет намного ближе к нам хотя бы в быту. Как, например, роботы пылесосы, которые достаточно широко распространены. Бытовая техника будет ещё больше автоматизироваться. Тенденции, которые происходят на данный момент с робототехникой, будут и дальше возрастать.
— В каких городах происходит наибольшее развитие мобильной робототехники?
— Представляет ли искусственный интеллект угрозу для человека? Смогут ли роботы и люди жить в одном мире и дальше?
-Я считаю, что нет. Нам не в чем будет с ними конкурировать. У роботов будет своя жизни, а у нас своя.
О мобильных роботах: роль и перспективы промышленного и бытового применения, популярные модели
В отрасли робототехники и информатики автономные мобильные роботы (AMR) плотно заняли нишу внутрипроизводственной логистики. В любой сфере деятельности они пришли на смену устаревшему грузоподъемному и транспортировочному оборудованию. Способные функционировать без участия персонала, роботы и коботы увеличивают производительность, быстро окупая капитальные затраты на модернизацию.
Что такое мобильные роботы: определение
Мобильный робот – это автоматический механизм, способный перемещаться в окружающем пространстве. Такая интеллектуальная техническая система, не привязанная к одной локации, выполняет заданные действия согласно интегрированной в нее базе знаний. В зависимости от программы, заложенной в блок управления, мобильный робот действует автономно или управляется удаленно оператором. Механизм передвигается по заданному алгоритму или самостоятельно определяет траекторию перемещения.
История развития мобильной робототехники с примерами
Старт развитию робототехники был дан в первой половине XX столетия, и спустя век сфера информационных технологий совершает мощный рывок.
Виды мобильных роботов: классификация
Типизация роботехники построена на параметрах автономных устройств и их способностях взаимодействовать с окружающей средой. Мобильные роботы классифицируются по трем основным характеристикам.
По среде, в которой передвигаются
Существует 3 больших класса машин:
Справка. В число колесных входят планетарные — луноходы и марсоходы, беспилотные автомобили, транспортные роботы-погрузчики, гоферы и всевозможные бытовые мехатроники, например пылесосы.
По устройству передвижения
Робототехнические системы разделяются по кинематике:
Справка. Бионика («биомиметика» в переводе с латинского: bios — «жизнь» и mimesis — «подражание») — процесс разработки механизмов с заимствованием концепции живой природы.
Кроме указанных, существуют гибридные локомоционные системы, комбинирующие два или несколько способов передвижения.
По навигации
Анализ ситуации, выбор маршрута и ориентация робота в пространстве осуществляются по трем навигационным схемам:
Важно. Системы навигации делятся на активные, когда определение местоположения рассчитывается роботом, и пассивные, подразумевающие передачу сигналов от внешних источников и маркеров.
Сферы применения современных мобильных роботов
Область использования современных ARM безгранична, наиболее перспективные отрасли:
Постоянное усовершенствование и разработка более совершенных AMR открывают новые области их применения.
Популярные мобильные роботы
На рынке представлена продукция ведущих разработчиков коллаборативных мобильных роботов — коботов:
В производственной сфере для решения логистических задач предлагается 5 популярных моделей.
Робот MiR250
Автономный мобильный робот нового поколения предназначен для автоматизации процессов перемещения сырья и готовой продукции внутри предприятия/организации. Кобот отвечает параметрам безопасности взаимодействия с людьми, адаптируется к сложной геометрии помещений. Дверные проемы, узкие проходы и лифты не мешают его передвижению. Постановка задач и управление осуществляются загрузкой CAD-файлов или вводом прямого программного кода через веб-интерфейс.
Маневренный AMR обладает грузоподъемностью 250 кг и комплектуется допмодулями и роботизированным манипулятором. Способен работать круглосуточно с периодической подзарядкой аккумуляторной батареи.
Робот MiR1000
Коллаборативный робот предназначен для оптимальной внутренней логистики предприятий в сфере разных отраслей промышленности и здравоохранения. Обладая высокой грузоподъемностью (до 1 тонны) и одновременно хорошей маневренностью, кобот легко интегрируется в систему ERP. Агрегат отличается способностью строить эффективный безопасный маршрут между точками отправления и доставки. Оснащен 3D-камерами, работает по технологии лазерного сканирования, различает объекты, недоступные к дифференциации другими роботами.
Робот комплектуется дополнительными модулями, значительно расширяющими его функции. Является альтернативой традиционным погрузчикам. Запускается с мобильных устройств или ноутбуков (ПК), от оператора не требуется навыков программирования. В процессе работы не требует вмешательства со стороны персонала. Способен взаимодействовать с другими роботами MiR разных типов в составе единой группы, контролируемой нативным приложением MiRFleet.
Робот MiR100
Этот кобот-буксировщик способен как перевозить груз весом до 100 кг, так и перемещать тележки общей массой не более 300 кг. Подходит для следующих работ:
В функции робота входят сбор и разгрузка тележек без участия человека. Буксировщик способен различать грузы по QR-меткам. Двигается автономно, ориентируясь по командам сенсоров и камер. Работает в составе парка других AMR под управлением объединяющей программы. Задача перед коботом может быть поставлена со смартфона или компьютера, связь осуществляется по каналам Wi-Fi и Bluetooth.
Мобильный робот OMRON LD-60/90
AMR OMRON LD-60/90 — инновационная альтернатива традиционным автоматическим тележкам. Отличается от устаревшего транспортировочного оборудования встроенной системой навигации и лазерными датчиками. Способен, рассчитав оптимальный путь, перемещаться в сложных условиях загруженных оборудованием цехов, включая тесные проходы, в местах с оживленным движением персонала.
Для такого полностью автономного транспорта не нужна предварительная подготовка маршрутов, такая как установка магнитов и маяков для ориентации в пространстве. Мобильный робот OMRON LD-60/90 предназначен для работы в автомобильной и пищевой промышленности, микроэлектронике и логистике, медицине и сфере потребительских товаров.
Мобильный робот OMRON LD-250
OMRON LD-250— самая мощная модель AIV-транспорта среди линейки LD. Может быть скоординирован с группой роботов численностью до 100 единиц для совместных действий. Система высокоточного позиционирования обуславливает самонавигацию устройства.
Эта модель грузоподъемностью 250 кг относится к линейке автономных интеллектуальных транспортировочных машин. Мощный робот перемещает крупные легкие и компактные тяжелые грузы, снижая число рейсов и повышая эффективность внутренних логистических процессов во многих сферах человеческой деятельности:
Используя для ориентации присутствующие объекты, ARM OMRON LD-250 не нуждается в модификации производственной территории.
Рынок мобильных роботов показывает резкий рост. Более всего мехатроники востребованы в промышленных и военных отраслях, но эксперты прогнозируют спрос на искусственный интеллект и среди массового покупателя. Роботы становятся обладателями высокой степени автономности, благодаря чему способны решать широкий круг задач.
Что такое робототехника? Классификация, история и области применения роботов
Робототехника — отдел прикладной науки, который занимается проектированием, производством и применением автоматизированных технических систем — роботов. Робот — это программируемое механическое устройство, способное действовать без помощи человека.
Действуя по заранее заложенной программе и получая информацию о внешнем мире от датчиков (аналогов органов чувств живых организмов), робот самостоятельно осуществляет производственные и иные операции, обычно выполняемые человеком либо животными. При этом робот может как и иметь связь с оператором (получать от него команды), так и действовать автономно.
Роботы бывают манипуляционными и мобильными:
Навигация по материалу:
Классификация мобильной робототехники по типу перемещения
Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Внешний вид и конструкция современных роботов могут быть весьма разнообразными.
Робототехника может перемещаться по любой поверхности, в воде и в воздухе. Так, по типу передвижения роботы бывают:
Лидерами в производстве роботов на данный момент являются компании FANUC (Япония), KUKA (Германия) и ABB (Швеция, Швейцария).
Пример устройства робота — элементы и конструкция
Каждый робот состоит из следующих базовых компонентов:
Робот может быть любых форм и размеров. Именно рама или тело робота является основой его конструкции и определяет внешний облик. Среднестатистический человек при слове «робот» представляет человекоподобное существо из металла. Этот образ навязан многочисленными фантастическими кинофильмами.
На самом же деле большинство роботов совершенно не похоже на человека. Главное для робота – это его функциональность, а не то, как он выглядит.
Контроль за работой робота осуществляется при помощи системы управления. Она включает в себя огромное количество датчиков, которые помогают технике взаимодействовать с внешним миром.
Система управления роботом предполагает целый набор алгоритмов, благодаря которым решаются те или иные задачи. В работе робота происходит постоянный обмен данными между датчиками и центральным процессором (ЦП). Алгоритмы и программное обеспечение создаются человеком.
Для физического контакта с объектами внешней среды используется манипулятор. Данный элемент не является обязательным. Как правило, манипулятор не является частью рамы/тела робота. Используется для решения конкретных задач в различных отраслях.
Ходовая часть робота также не является обязательной, и наличествует лишь у тех роботов, которым необходимо передвижение в пространстве. В качестве средств для перемещения чаще всего используются колеса.
Основные компоненты робототехники
Корпус большинства роботов состоит из отдельных подвижных и неподвижных частей. Вот основные из них:
Внутренний контроллер. Каждый робот оснащен контроллером — компьютерной операционной системой. Контроллер — это мозг любого робота. Он содержит всю необходимую информацию для выполнения задач и указаний.
Источник энергии. Роботам необходим источник энергии. Одни работают от батарей. Другие оснащены фотоэлементами, которые преобразуют солнечный свет в энергию. Механические роботы заводятся с помощью пружинного механизма.
Дистанционное управление. Роботы, которые работают на других планетах, такие как марсоход, оборудованы внутренними контроллерами, но ими также можно управлять с Земли.
Сенсоры света и звука. С их помощью робот может распознавать свет, исходящий от объектов, определять звуковые волны. Эта функция помогает либо обходить различные предметы, либо идти к ним навстречу. Также в корпус робота может быть встроено устройство распознавания голоса, с помощью которого человек отдает машине устные приказы.
Датчики давления. Некоторые роботы оборудованы датчиками давления, которые имитируют осязание. У этих сенсоров два назначения: они сообщают роботу о том, что он ударился о какой-нибудь предмет и должен сменить направление движения, а также позволяют правильно захватить и поднять объект.
Приводы — это «мышцы» роботов. В настоящее время самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух. Перечислим все основные варианты приводов для робототехники:
Области применения робототехники
Применяются роботы самых различных сферах, но основными являются следующие:
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.
Какие знания необходимы для создания робототехники?
Современная робототехника строится на знаниях из области программирования, механики, мехатроники, электротехники, электроники и автоматического управления.
Для освоения робототехники на базовом уровне достаточно школьных знаний по математике и физике. Без понимания физики движения и принципов работы механизмов и электродвигателей сложно собрать функционирующего робота.
Затем идут информатика и проектирование. Так как программирование необходимо в робототехнике не меньше математики, важно разбираться в компьютерных науках и информационных системах. Проектирование поможет создавать удобные продукты. Но знания из других инженерных дисциплин тоже будут полезны.
Основные направления в изучении робототехнике :
История развития робототехники за последние 100 лет
Краткая история становления и развития робототехники с указанием самых значимых событий и разработок:
Где можно получить образование по робототехнике?
GeekUniversity совместно с Mail.ru Group открыли первый в России факультет Искусственного интеллекта преподающий программирование для робототехники.
Для учебы достаточно школьных знаний. У вас будут все необходимые ресурсы и инструменты + целая программа по высшей математике. Не абстрактная, как в обычных вузах, а построенная на практике. Обучение познакомит вас с технологиями машинного обучения и нейронными сетями, научит решать настоящие бизнес-задачи.
После учебы вы сможете работать по специальностям:
Особенности обучения в GeekUniversity
Через полтора года практического обучения вы освоите современные технологии Data Science и приобретете компетенции, необходимые для работы в крупной IT-компании. Получите диплом о профессиональной переподготовке и сертификат.
Обучение проводится на основании государственной лицензии № 040485. По результатам успешного завершения обучения выдаем выпускникам диплом о профессиональной переподготовке и электронный сертификат на портале GeekBrains и Mail.ru Group.
Проектно-ориентированное обучение
Обучение происходит на практике, программы разрабатываются совместно со специалистами из компаний-лидеров рынка. Вы решите четыре проектные задачи по работе с данными и примените полученные навыки на практике. Полтора года обучения в GeekUniversity = полтора года реального опыта работы с большими данными для вашего резюме.
Наставник
В течение всего обучения у вас будет личный помощник-куратор. С ним вы сможете быстро разобраться со всеми проблемами, на которые в ином случае ушли бы недели. Работа с наставником удваивает скорость и качество обучения.
Основательная математическая подготовка
Профессионализм в Data Science — это на 50% умение строить математические модели и еще на 50% — работать с данными. GeekUniversity прокачает ваши знания в матанализе, которые обязательно проверят на собеседовании в любой серьезной компании.
GeekUniversity дает полтора года опыта работы для вашего резюме
В результате для вас откроется в 5 раз больше вакансий:
Для тех у кого нет опыта в программировании, предлагается начать с подготовительных курсов. Они позволят получить базовые знания для комфортного обучения по основной программе.