Использование роботов для испытаний и контроля

Робот-санитар

Кроме функций домохозяйки и использования в производственных процессах роботы могут также применяться в промышленности для целей испытания и контроля. Такое использование и в самом деле таит в себе серьезное преимущество, поскольку даже при самой бесконечно повторяемой операции «внимательность» робота не ослабеет, ибо робот не знает усталости. Широко известна повышенная утомляемость промышленных контролеров. Опыт показывает, что, если кто-то из бетонщиков не уверен в качестве своей работы, лучше всего представить ее на проверку перед обеденным перерывом. Контролер-робот не подвержен подобной утомляемости.

Основные возможности автоматического испытания и контроля были выявлены Шиллингом.В этом случае функции испытания и контроля совершенно необходимы для осуществления информационной обратной связи к производственным машинам. Другой типичный пример — оборудование, спроектированное автором для проведения целой серии автоматических испытаний электромагнитных контактеров. Сюда входили автоматические испытания на шумность работы. В процессе таких испытаний человек-оператор допускает значительные ошибки, если только он не обеспечен специальным оборудованием для измерения шума.

Отметим, что это оборудование оказалось способным обнаружить почти любое отклонение от нормы в ранних моделях, даже такие отклонения, которых не могли обнаружить в процессе прежних предварительных испытаний.

Автоматическое испытательное оборудование начинает занимать в промышленности все более важное место, особенно с увеличением сложности выпускаемого оборудования и одновременным возрастанием стоимости квалифицированного человеческого труда, необходимого для его проверки. Сложное электронное оборудование может за одну минуту произвести целую серию тестов, а их программу можно изменить введением в автоматическое испытательное устройство различных карточек-указаний. Если обнаруживается какой-либо дефект, контролирующее устройство останавливается и указывает причину неполадки.

В настоящее время робототехнические устройства применяются в больницах, освобождая санитарок от функции непрерывного ухода за больным.

Применение роботов в неблагоприятных среда

Робот-сапер

В некоторых случаях, когда среда неблагоприятна для человека, применение робота было бы наиболее целесообразным. Роботам, например, не нужно потреблять кислород из окружающего воздуха. Следовательно, их можно применять под водой, в безвоздушном пространстве или в атмосфере, насыщенной отравляющими веществами.

Подвижные робототехннческие устройства активно проектируются и используются для изучения Луны и планет, а неподвижные уже применяются на Луне. Когда придет время изучения Юпитера, ни один человек не сможет там существовать, а робот, по всей вероятности, сможет.

Потребность в таких устройствах возникает и значительно ближе к нам, например при обследовании и ремонте канализационных систем. Существует множество сред со слишком высокими для человеческого организма температурами. В настоящее время ведутся активные работы по проектированию робота-пожарного, который бы не только обнаруживал, но и тушил пожары. Сейчас еще многие люди страдают от заболеваний, вызванных работой в таких условиях, где температура окружающей среды либо слишком низка, либо слишком высока, либо среда слишком загрязнена или опасна для человеческого организма. Даже с точки зрения простой гуманности здесь срочно требуется внедрение роботов.

Взять, например, угольные шахты: современная тенденция к повышенной механизации почти наверняка приведет в конце концов к появлению робота-шахтера.

Автору удалось установить, что иногда использование простейших электронных промышленных устройств позволяет освободить человека от работы в настолько загрязненной атмосфере, что для человеческого организма она едва переносима. В скором времени человеку больше не нужно будет обжигать ступни, разгружая печь для обжига кирпича, не потребуется также натягивать на себя блестящую жароотражающую одежду, чтобы приблизиться к доменной печи и выпустить из нее расплавленный металл.

Проектирование конечностей робота: рук и кистей — в значительной степени стимулируется потребностью в таких приспособлениях в тех отраслях, где приходится иметь дело с радиоактивными и взрывчатыми веществами.

В некоторых случаях возможно дистанционное электрическое управление робототехническим устройством с помощью человека-оператора. Однако, к сожалению, встречаются и такие случаи, когда это трудно или невозможно. Например, управление робототехническим устройством на далекой планете представляется весьма сложным, так как время прохождения сигналов со скоростью света от земли до планеты составляет несколько секунд и передача информации о результатах операции также занимает несколько секунд.

Некоторые модели робототехнических устройств имеют то преимущество, что могут работать в полной темноте. Например, нет необходимости освещать туннель, по которому движется управляемый роботом почтовый поезд.

Нет вывода

Подвижные роботы

Наука и техника Высокие технологии Робототехника

Подвижные роботы

Традиционный робот в научно-фантастической литературе весьма человекоподобен и, следовательно, свободно передвигается. Однако большинство роботов, существующих в наши дни, полностью фиксированы и могут передвигаться только при вмешательстве человека. Немногие роботоподобные устройства, обладающие подвижностью, обычно ограничены фиксированными траекториями перемещения: либо рельсовыми путями, либо направляющими подземными кабелями. Те же роботы, которые были созданы полностью подвижными, всегда находились под непосредственным непрерывным наблюдением человека. Примером могут служить робототехнические устройства, сконструированные для манипулирования опасными взрывчатыми или радиоактивными материалами.

Серьезным ограничением некоторых робототехнических устройств, предназначенных для промышленных целей, было отсутствие у них подвижности. Например, было бы преувеличением ожидать, что промышленное загрузочное устройство сможет выполнять свою работу при полном отсутствии наблюдения со стороны человека, если только оно не построено как интегральная специализированная часть специализированной машины. Даже небольшое смещение номинально фиксированного погрузчика по отношению к загружаемой машине вызовет неправильное их взаимное расположение при условии, что применяется робот-погрузчик общего назначения, отделенный от загружаемой им машины.

Можно облегчить положение, снабдив закрепленный погрузчик каким-либо видом управления с обратной связью, что делается редко, а может быть, и вообще никогда не делается. Одна из причин этого состоит в том, что для погрузчика, закрепленного в некотором положении, потребовались бы очень длинные, очень гибкие и очень хорошо управляемые руки. Кроме того, потребовался бы какой-то датчик положения, предпочтительно визуальный. Будет показано далее, что для выполнения каких-либо непредусмотренных движений простой робот-погрузчик должен быть весьма усложнен.

Одна из причин усложнения связана с возможностью причинения ущерба промышленной среде, который может быть вызван использованием подвижного роботоподобного устройства, находящегося в опасной близости к движущимся частям высокопроизводительного промышленного оборудования. Возможное повреждение станка может оказаться даже более нежелательным, чем повреждение подвижного робота, как из-за высокой начальной стоимости современных станков, так и из-за очень большой стоимости любого простоя, вызванного поломками оборудования. Робот-погрузчик в крайнем случае можно заменить человеком, а дорогостоящий станок — нельзя.

Из этих соображений, вероятно, в течение некоторого времени подвижные роботы будут нескольких ограниченных типов. Во-первых, наводимый робот для использования на заводах и складах в качестве транспортного средства и ограниченный железнодорожными путями робот-сцепка. Во-вторых, подвижный робот наверняка войдет в домашний обиход как логическое продолжение уже существующих неподвижных, но полностью автоматизированных бытовых механизмов. В-третьих, контролируемый робот, например, автопилот, используемый и в воздухе, и на море. Роботы этого типа максимально подвижные, но вовсе не ожидается, что они будут работать совершенно без наблюдения со стороны человека. В-четвертых, полуподвижный робот, названный так за то, что он связан с управляющей ЭВМ буксируемым электрическим кабелем. Еще один пример — подвижная сельскохозяйственная машина.

Возможно, наиболее показательным примером частично контролируемого робота является советское роботоподобное устройство «Луна-16», которое прилунилось, собрало образцы лунного грунта и затем благополучно возратилось на Землю. Это большое достижение нельзя недооценивать, даже если робот управлялся людьми, ибо неизбежные задержки между передачей человеком команды и приемом этой команды роботом, между осуществлением действия и приемом на Землю сообщения о результате его выполнения делают такое управление очень трудной задачей.

В настоящее время наблюдается непрерывный прогресс в создании аккумуляторных электрических транспортных средств для перевозки пассажиров и грузов. Некоторые достижения в этой области будут применяться и в подвижном роботе. Например, в ряде случаев электрические двигатели встраиваются прямо в колеса автопогрузчика с вилочным захватом; если при этом управляются также и ведомые колеса, то повышается маневренность.

Для таких задач, как исследование планет, очень привлекательна идея создания автономного подвижного робота, который может принимать команды от людей и передавать им информацию о своих находках, будучи независимым со всех других отношениях. Представляется, что советский подвижный аппарат «Луноход» — одно из устройств такого рода. Подобные устройства будут необходимы при исследовании отдаленных планет, когда неизбежны большие задержки в передаче сообщений. По мнению Катлера, в качестве подсистемы системы управления человек оставляет желать много лучшего. Он предлагает производить средства дальнего наблюдения и манипуляторы, работающие так,

как работает человек на пределе своих возможностей, чтобы избавить астронавтов от необходимости работать в космосе и на других планетах. Советскую программу можно, по-видимому, отнести именно к этому направлению.

Полностью автономные роботы требуются даже для задач, возникающих гораздо ближе к нашей планете (например, работа на обратной стороне Луны, исследования последствий ядерных взрывов в воздухе пли даже обследование изнутри канализационных н нефтяных труб).