Что такое андроид робот
Обновлено: 29.04.2024
Первый человекоподобный механизм разработал изобретатель Леонардо да Винчи. На каркас робота он надел броню и запрограммировал на имитацию человеческих движений: встать и присесть, двигать руками и шеей. Кроме того, робот обладал анатомически правильным строением челюсти.
Швейцарский часовщик Пьер Жаке-До, его сыновья Анри-Луи и Жан-Фредерик Лесшо сконструировали три кукольных автомата: музыканта, художника и писателя. Экспонаты хранятся в Женевском музее искусства и истории и до сих пор функционируют. Их считают одними из отдалённых предков современных компьютеров.
Ветеран Первой мировой войны капитан Уильям Ричардс и авиатехник Алан Реффел построили первого британского робота «Эрика». Его создали для открытия выставки Общества модельных инженеров в лондонском Королевском садоводческом зале. На мероприятии он поднялся, поклонился и дал четырёхминутную вступительную речь. Он управлялся двумя людьми, а голос получен в прямом эфире по радиосигналу.
Исаак Азимов сформулировал три закона робототехники в научной фантастике.
- Робот не может причинить вред человеку или своим бездействием допустить, чтобы человеку был причинён вред.
- Робот должен повиноваться всем приказам, которые даёт человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат первому закону.
- Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в которой это не противоречит первому или второму законам.
Норберт Винер сформулировал принципы кибернетики — основы практической робототехники.
В этом же году General Electric создала первого промышленного робота для работы на атомном реакторе. Его особенность — наличие обратной связи. Оператор наблюдал за перемещениями и чувствовал силу, которую развивал захват манипулятора для более точного управления механизмом.
Сербский инженер Миомир Вукобратович и его сотрудники в Институте автоматики и телесвязи имени Михаила Пупина построили антропоморфный экзоскелет на пневматическом приводе для помощи парализованным людям.
В Университете Васэда в Токио создали первого электронно управляемого человекоподобного антропоморфного робота Wabot-1. Он состоял из системы управления конечностями, зрением и речью. Он умел общаться с человеком на японском языке и измерять расстояние и направление к объектам, используя внешние рецепторы, искусственные уши, глаза и рот.
Также робот мог ходить, хватать и передвигать предметы руками с помощью тактильных датчиков. Устройство обладало интеллектом полуторагодовалого ребёнка.
Вукобратович совместно с коллегами из НИИ механики МГУ имени Михаила Ломоносова и Центрального государственного института ортопедии и травматологии сконструировали и протестировали первый активный экзоскелет с электромеханическими двигателями.
Университет Васэда представил второе поколение своего робота — Wabot-2. Он мог играть на пианино. Игра на музыкальном инструменты была настроена как интеллектуальная задача, которую приходилось выполнять роботу. Так как для выполнения этой задачи требуется человекоподобный интеллект и ловкость, разработку определили как специализированного робота, а не универсального, как Wabot-1.
Wabot-2 умеет разговаривать с человеком, читать обычную музыкальную партитуру и играть мелодии средней сложности на электронном органе. Также он может сопровождать человека, когда он слушает пение.
Японский конгломерат Hitachi разработал двуногого робота WHL-11. Он мог ходить по плоской поверхности со скоростью 10 секунд на каждый шаг и умел поворачиваться.
Honda разработала семь двуногих роботов, которые маркировались от E0 до E6. Разработка серии продолжилась до 1993 года. Это были экспериментальные роботы, которые превратились в серию P. Она, в свою очередь, была промежуточным этапом в создании робота Asimo и проекта Humanoid Robotics Project.
В Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории создали полномасштабного антропоморфного робота Мэнни. Он не умел ходить, но мог ползать и обладал искусственной дыхательной системой для имитации дыхания.
В Университете Васэда разработали робота Hadaly для изучения связи между человеком и роботом. Он состоит из трёх подсистем: голова-глаз, система голосового управления для прослушивания и выступлений на японском языке и подсистема правления движениями. В этом же году они представили двуногого ходового робота размером с человека Wabian.
Honda создала одного из самых известных в мире роботов — Asimo. Это многофункциональный помощник, который призван помочь людям с плохой мобильностью. Он умеет распознавать объекты, жесты, звуки и лица, позволяя взаимодействовать с людьми. Последнюю версию робота выпустили в 2014 году.
Андро́ид (от греч. ἀνήρ «человек, мужчина» + суффикса -oid «подобие») — человекоподобный) — робот-гуманоид или синтетический организм, предназначенный для того, чтобы выглядеть и действовать как человек.
Содержание статьи:
Этимология.
В некоторых русскоязычных источниках выдвигается гипотеза, что слово «андроид» произошло от имени Анри-Луи Жаке-Дро (фр.)русск. (1752—1791), сына и помощника создателя первых механических игрушек — Пьера Жаке-Дро (фр.)русск.. Однако французское имя Henri-Louis Jaquet-Droz (произносится как Анри-Луи Жаке-Дро) имеет мало общего со словом «androïde» (звучит примерно как «андроид», где «н» произносится в нос). К тому же слово «андроид» (англ. Androides) и его этимология приводятся в «Циклопедии» Эфрейма Чэймберса, изданной ещё в 1728 году. В языковых словарях данная версия происхождения термина также не поддерживается.
Слово «дроид» (робот из эпопеи «Звёздные войны») Джордж Лукас получил путём сокращения от «андроид».
С понятием андроида также соприкасается значение слова «киборг», переводящееся как кибернетический организм. Тут делается смысловой акцент на самом симбиозе биологических и электронно-механических систем.
В советской научной фантастике часто фигурирует слово «кибер», приблизительно соответствующее по смыслу слову «андроид».
История.
Создание первого андроида приписывается Альберту Кельнскому[3]. Значительную роль в популяризации термина сыграл французский писатель Филипп Огюст Матиас Вилье де Лиль-Адам, использовав его в своём романе «Будущая Ева» (фр. L'Ève future) для обозначения человекоподобного робота, описывая искусственную женщину Адали (Hadaly). Созданная Томасом Эдисоном Адали разговаривала с помощью фонографа, выдающего одну за другой классические цитаты.
Одним из первых человекообразных стал George американского изобретателя Тони Сейла (1949).
Современные человекоподобные роботы.
- Aiko — гиноид с имитацией человеческих чувств: осязание, слух, речь, зрение.
- TOPIO — андроид, разработанный для игры в настольный теннис против человека.
- ASIMO — андроид, созданный корпорацией Хонда, в Центре Фундаментальных Технических Исследований Вако (Япония).
- Einstein Robot — голова робота с внешностью Эйнштейна. Модель для тестирования и воспроизведения роботом человеческих эмоций.
- EveR-1 — робот, похожий на 20-летнюю кореянку: её рост 1,6 метра, а вес — около 50 килограммов. Ожидается, что андроиды вроде EveR смогут служить гидами, выдавая информацию в универмагах и музеях, а также развлекать детишек.
- HRP-4C — робот-девушка, предназначенная для демонстрации одежды. Рост робота составляет 158 см, а вес вместе с батареями — 43 кг. Что касается степеней свободы, их 42, к примеру, в области бёдер и шеи их по три, а в лице — восемь, они дают возможность выражать эмоции.
- Repliee R-1 — человекоподобный робот с внешностью японской пятилетней девочки, предназначенная для ухода за пожилыми и недееспособными людьми.
- Repliee Q2 — робот-девушка под рабочим названием Repliee Q1expo был показан на международной выставке World Expo, проходившей в Айти (Aichi), Япония. На демонстрациях он исполнял роль телевизионного интервьюера, при этом постоянно взаимодействуя с людьми. В роботе были установлены всенаправленные камеры, микрофоны и датчики, которые позволяли Repliee Q2 без особых трудностей определять человеческую речь и жестикуляцию.
- Ибн Сина — андроид, названный в честь древнего персидского философа и врача Ибн Сины. Один из самых продвинутых современных (2010 год) андроидов. Говорит на арабском языке. Способен самостоятельно найти своё место в самолёте, общаться с людьми. Распознаёт выражение лица говорящего и прибегает к соответствующей ситуации мимике. Его губы двигаются довольно монотонно, однако отмечается, что особенно хорошо у него получается поднимать брови и прищуривать глаза.
- Франк (Франкенштейн) — первый биоробот, созданный в 2011 году Бертольтом Мейером из Цюрихского университета.
Андроиды в научной фантастике.
Тему человекоподобных роботов поддерживали произведения, печатавшиеся в Pulp-журналах на рубеже 1890—1910 гг. В одних научно-фантастических произведениях андроиды описаны как имеющие человеческую внешность электромеханические роботы. В других произведениях авторы называли андроидами полностью органические, но искусственные создания. Существовало также и множество промежуточных значений. Поскольку андроиды — это человекоподобные роботы, то часто, для увеличения сходства с человеком, в научной фантастике в конструкцию андроидов добавляют различные органические элементы (кожа, ткани, кровь и т. д.).
Также во многих научно-фантастических произведениях андроидам стирают память, в результате чего они живут, не зная о своём истинном происхождении.
Идея сделать робота максимально похожим на человека появилась раньше, чем сами роботы, — в пьесе Карела Чапека R.U.R. (термин тоже придумал Чапек) роботы были полностью похожи на людей. Но нужны ли человекоподобные роботы на самом деле? Где используются андроиды и почему они так скупы на эмоции? Рассказываем в новой статье.
Специализированные роботы при сборке автомобилей, переносе грузов и выполнении других программ справляются со своими задачами значительно лучше людей, но кроме выполнения своего узкого круга обязанностей такие роботы ни для чего иного не годятся. Если нам нужен максимально универсальный робот, он должен комфортно чувствовать себя в человеческой среде и инфраструктуре, а значит, ему необходимо быть похожим на человека — в конце концов, робот-пылесос не сможет достать чашку с полки, а робот-сварщик не расскажет, как пройти в библиотеку.
Яркие исторические робоперсонажи
В 1927 году, спустя семь лет после написания пьесы R.U.R., американская Westinghouse Electric Company представила Мистера Герберта Телевокса — робота, принимавшего через телефон сигналы, которые активировали заложенную в нём программу. По утверждению создателя, Телевокс мог включить плиту или проверить, работает ли свет в доме. В некотором роде, Телевокс был не просто роботом, а составляющей «умного» дома. Антропоморфность в Телевоксе была лишь беcполезной декорацией.
Один из Телевоксов со своим создателем Роем Уэнсли. Источник: Acme Telepictures/NEA
Появившийся спустя 10 лет в США робот Elektro был ростом с человека и мог выполнять 26 различных действий, в том числе ходить. Он управлялся при помощи голоса, но реагировал не на слова, а на их число — два отдельных услышанных слова включали движение, три значили остановку, четыре любых сказанных слова возвращали Elektro в начальное положение. Отдельный мотор во рту помогал роботу надувать воздушные шары и… курить. Именно с тех пор человекоподобные роботы в основном сохраняют развлекательную направленность.
Робот Elektro и его робопёс Sparko. Источник: Daderot / Wikimedia
Лишь в 1970 году в Японии был представлен созданный Университетом Васэда первый человекоподобный робот, способный переносить грузы, — WABOT-1. Он умел общаться на японском языке, вычислял расстояния, выбирал направление движения и переносил в руках предметы.
WABOT-1 — первый человекоподобный робот, способный приносить пользу. Источник: Waseda University
Современные роботы и что с ними не так
Со дня появления Мистера Телевокса прошло 90 лет. Технологии за это время совершили колоссальный рывок, а человекоподобные роботы как были, так и остались развлекательным или информационным устройством с очень ограниченной сферой применения.
Одним из самых прославившихся в последние годы роботов стала Sophia от Hanson Robotics. Она умеет выражать до 60 эмоций, распознавать речь и генерировать ответы на основании собственного опыта и данных из интернета. София представляет собой лишь демонстрационную разработку, приносящую пользу как промо-проект, — по признанию экспертов, пока робот является обычным чат-ботом с весьма специфической мимикой, ничего по-настоящему полезного София не умеет.
Sophia — очень эмоциональный робот, но прозрачная крышка на затылке немного пугает. Источник: International Telecommunication Union
Другой робот-консультант, Айко Чихира (Aiko Chihira), созданный Toshiba, имеет более традиционную внешность и меньший, но более реалистичный набор мимики. Айко была представлена в 2014 году и сразу произвела фурор, а полгода спустя даже поработала пару дней консультантом в торговом центре в Токио. Чихира двигает глазами, головой и руками, в ней задействованы 43 двигательных механизма, робот распознает голос и отвечает репликами на хорошо поставленном японском или английском.
Робот Айко Чихира от Toshiba рассказывает о себе на выставке CEATEC 2014
В Toshiba Айко называют роботом для взаимодействия с людьми (communication robot). Разработчики рассчитывают использовать таких робоконсультантов в сфере услуг, а также в медицине для наблюдения за пациентами и общения с ними, однако все это случится в не самом ближайшем будущем. Айко не умеет ходить и сейчас может выполнять только функцию стационарного справочного бюро.
Айко Чихира на своём временном рабочем месте в торговом центре. Источник: Toshiba
Есть множество других человекоподобных роботов, менее известных, но не менее интересных: Actroid-SIT во время разговора смотрит в глаза и может прикасаться к собеседнику, а Harmony стала первым роботом для интима, способной поддержать разговор на пикантные темы. Но при текущем уровне развития технологий все они — дорогие стационарные собеседники и не больше. Учёные же мечтают о роботах-спасателях, разгребающих завалы, роботах-исследователях, работающих с инструментами в экстремальных условиях, роботах-помощниках, повторяющих ручной труд людей.
Универсальный антропоморфный робот — это очень сложная совокупность опорно-двигательного аппарата, механических конечностей, системы распознавания голоса, пространства и нейросетей, способных обрабатывать и понимать окружающую обстановку и голосовые команды. По отдельности в этих областях достигнуты определенные успехи.
Так, современные роботы могут поддержать разговор на уровне голосовых ассистентов типа Siri, однако пока разговор между машиной и человеком далек от диалога двух людей.
Прямохождение на двух ногах также совершило большой рывок за последние тридцать лет — стоит сравнить хотя бы неторопливые движения Honda E0 и пробежку Atlas. Правда, для обеспечения такой подвижности Atlas получил оборудования на 80 кг и рост около 180 см. Что же умеет этот, пожалуй, самый впечатляющий робот современности? Пока, только переносить пятикилограммовые коробки. Кстати, присмотритесь к голове робота — там вращается лидар, сканирующий окружающее пространство и составляющий объемную карту мира вокруг. Это позволяет роботу максимально точно реагировать на препятствия, а именно обходить или перешагивать их. О работе лидаров мы рассказывали в нашем материале о беспилотных автомобилях.
Так SpotMini видит мир с помощью компактного лидара Velodyne VLP-16 Источник: кадр из видеоролика Boston Dynamics
Самой большой сложностью является мозг робота. Машины могут адекватно реагировать на людей и мебель, избегать опасности, разговаривать и более-менее понимать, чего от них хотят. Но уровень самостоятельности у современных человекоподобных роботов где-то на уровне двухлетнего ребенка — он сообразит взять кубик или открыть дверь, но на более сложные вещи, не предусмотренные чёткой программой, робот не способен. Пройдут многие годы, прежде чем робот сможет взять в руки обычный строительный инструмент и без какой-либо помощи со стороны построить простейший сарайчик.
Если объединить самые современные компоненты для создания антропоморфного робота, то в результате получится не очень ловкое, не очень сообразительное и не очень полезное создание с космической ценой. Например, каждый Honda Asimo — маленький робот, умеющий ходить по лестницам и пинать мяч, — обходится в миллион долларов, а в лизинг его можно взять за $150 тысяч в месяц. Вывод, к сожалению, очень прозаичный: современные человекоподобные роботы остаются специализированными машинами (а-ля робот-консультант). Создать по-настоящему универсального робота не позволяют технологии и финансовый аспект.
«Зловещая долина» роботов
Элементы человеческой внешности, то есть кожа, глаза, волосы, не являются необходимыми для робота, они — не более чем украшение для повышения привлекательности механизма. Большинство антропоморфных роботов представляют собой голый «скелет» (см. случаи российского Фёдора, Atlas от Boston Dynamics, Honda Asimo). Каркасная конструкция без кожи упрощает доступ к компонентам, облегчает разработку благодаря отказу от лицевой мимики и избавляет робота от потенциальной проблемы «зловещей долины».
Этим термином обозначается эффект, при котором объекты, выглядящие и действующие как люди, вызывают у наблюдателей отвращение — так как недостаточно на них похожи. Название эффекта произошло от провала на графике, представленном в исследовании японского учёного Масахиро Мори. Тот в 1978 году провёл опрос, показавший, что в определённый момент похожесть робота на человека уже не привлекает, а отталкивает. Общепринятого объяснения этому психологическому механизму до сих пор не существует. Предполагается, что человек неосознанно замечает внешние отклонения других людей от некой привычной нормальности.
График из исследования Масахиро Мори, отражающий симпатию человека к рукотворным объектам в зависимости от их похожести на людей. Источник: Wikimedia
При определённом уровне реалистичности объекта человеческий мозг думает, что перед ним находится живой человек. Но затем мы видим неестественные движения рук, «мёртвую» мимику и нечеловеческий голос, из-за чего наступает когнитивный диссонанс, выраженный в испуге и неприязни. Робот создаёт иллюзию человека, а мы подсознательно перестаём понимать, что находится перед нами, и чувствуем в этом угрозу.
Антропоморфные роботы существуют уже давно, и сейчас они как никогда похожи на людей. Внешне. Функционально любой андроид проигрывает любому специализированному роботу и человеку — несмотря на немалую историю робототехники мечта об универсальном помощнике так и остается мечтой.
Ну и напоследок, минутка юмора — свидание Уилла Смита с роботом Софией. С роботами «метод Хитча» работает так себе.
Первые андроиды были огромными существами из стали, весившими более 120 кг и способными только двигать некоторыми конечностями благодаря электрическому управлению.
Робот Электро и его пес Спарко
Во второй половине ХХ века мир робототехники сосредоточился на создании промышленных роботов. Они работали с радиоактивными материалами, транспортировали тяжелые грузы и были задействованы в других сложных для человека задачах. Именно на производстве робототехника сделала несколько огромных шагов на пути к современным технологиям еще до начала 2000-х – благодаря развитию системы сенсоров и языков программирования, использованию новых контроллеров и прочим дарам прогресса.
Так, в 1960-х был запатентован первый программируемый промышленный робот и только в 1970-х в Японии создали WABOT-1, первого антропоморфного робота, который мог ходить, общаться и поднимать предметы. Впрочем, его ходьбу нельзя было назвать свободной: дистанция была ограничена кабелем питания.
Читайте также: