Введение.
Каждый год на рынке робототехники «прокручивается» 5 - 6 миллиардов долларов, и эта цифра постоянно растет. Видимо, век накопления знаний и теоретической науки сменяется новой эпохой - когда всевозможные роботы и механизмы заполняют мир

По последним данным, сегодня в мире работают 1,8 млн. самых различных роботов – промышленных, домашних, роботов-игрушек.

Что же такое робот?

Робот – это электромеханическое, пневматическое, гидравлическое устройство, программа, либо их комбинация, работающая без участия человека и выполняющие действия, обычно осуществляемые человеком.

Другими словами робот – это автоматическое устройство, имитирующее движения и действия человека.

Робот построен по компьютерной технологии, сознание робота - это вычислительная машина, с которой информация может быть считана и перенесена на отдельный носитель. Робот не лечится, а ремонтируется путем ввода соответствующих диагностических программ.

У робота отсутствует ассоциативное мышление. У него отсутствует любопытство – есть лишь программа по накоплению информации, которая ему необходима. Робот все понимает умом, душевные качества ему не присущи – все-таки он не имеет души.

Существует 3 правила робототехники, которые сформулировал в 1942 году автор научно-фантастических произведений Айзек Азимов в своем рассказе Хоровод:

ü      Робот не может повредить человеку или, бездействуя, допустить, чтобы человеку был нанесен вред.

ü      Робот должен подчиняться приказам, которые дает ему человек за исключением случаев, когда такие приказы противоречат первому правилу

ü      Робот должен защищать свое существование до тех пор эта защита не противоречит первому или второму правилу.

Психологи установили, что идеальный робот-андроид не должен превышать ростом 1 метр 30 сантиметров. Более высокие механизмы уже вызывают у людей опасение.

Что уже умеют человекоподобные механизмы:

è               ходить, бегать, подниматься по лестницам, перепрыгивать препятствия высотой до полуметра;

è               танцевать, ходить на лыжах, играть в футбол, кидать дротики;

è               играть в шахматы, на музыкальных инструментах, дирижировать оркестром;

è               делать уколы и хирургические операции;

è               распознавать и синтезировать человеческую речь, вести беседу, пожимать руки, улыбаться;

è               убираться по дому, выполнять функции секретаря, следить за детьми и животными, смешивать коктейли, подавать на стол;

è               охранять дом, драться с другими механизмами.

С каждым годом роботы совершенствуются и умнеют, но все же их искусственный интеллект не сравнится с человеческим.

На данный момент еще не выработан удовлетворительный критерий «разумности».

В 1950 году Аланом Тьюрингом был предложен тест. Критерий этого теста говорит, что «система может считаться разумной, если наблюдатель, общаясь с ней достаточное время, не отличит ее от человека». То есть, он заключается в переписке судьи (человека) с машиной и с другим человеком. Если судья при этом не может достоверно отличить машину от человека, то машина признается разумной.

В очередной раз компьютеры не прошли проверку на наличие разума.

21 октября 2007 года в Нью-Йорке состоялся очередной конкурс Хью Лебнера. Конкурс был учрежден в 1990 году и является первым соревнованием систем искусственного интеллекта на прохождение теста Тьюринга. Главный приз состязания – $100 тыс. и золотая медаль – должны достаться создателю первой искусственной системы, которая сможет пройти тест Тьюринга на наличие разума.

В конкурсе Хью Лебнера компьютер должен пройти тест у не менее половины независимых судей. При этом переписка осуществляется путем обмена мгновенными сообщениями.

До настоящего времени и в конкурсе 2007 года пройти тест и получить главный приз не удалось никому. Премия в $2 тыс. и бронзовая медаль ежегодно присуждается авторам наиболее «человекоподобной» системы искусственного интеллекта. В этом году таковой признана компьютерная программа Ultra Hal от американской компании Zabaware.

В Ultra Hal реализованы технологии искусственного интеллекта, распознавания речи и анимации в режиме реального времени. С программой можно разговаривать или вести переписку в чате. Она может выполнять функции личного помощника – напоминать о встречах, запускать приложения на компьютере, набирать телефонный номер и т.д.

Планируется, что в следующем году конкурс Хью Лебнера пройдет в Великобритании.

К проблемам будущих отношений человека и роботов обратились и в разных странах.

Так, исследование, проведенное в прошлом году по заказу правительства Великобритании, предсказывает, что в ближайшие 50 лет роботы могут потребовать для себя тех же прав, что и люди.

Европейская сеть исследований робототехники (ERRN) также занялась разработкой норм использования роботов. И в черновике европейских правил говорится, что в 21 веке человечество впервые столкнется с проявлением чужого разума - с роботами. И это событие повлечет разнообразные проблемы этического, социального и экономического свойства. Организация планирует установить этические нормы, описывающие роли и функции роботов, т.к. ожидается, что их интеллект сильно разовьется в ближайшее время. Также в начале 2007 г. в СМИ мелькало сообщение о том, что экспертная группа, в которую входят футурологи и писатель-фантаст Айзек Азимов, занялась созданием кодекса, определяющего этику и мораль общения с роботами, их роль и функции в обществе. Кодекс будет содержать правила управления и обращения с роботами, предотвращения их нелегального использования и защиты данных, принадлежащих роботам.

Многие государства считают роботов ключевым элементом экономического развития страны и вкладывает в соответствующие исследования миллионы долларов и производство роботов в XXI веке может стать крупнейшей отраслью промышленности.
2_Промышленные.
Какую пользу могут принести роботы в экономической сфере?

Мы полагаем, что при комплексном использовании польза будет колоссальна.

ü     Роботов можно широко использовать для добычи сырья и ресурсов. Такие роботы могут работать в суровых и опасных климатических условиях, им нипочем ни мороз, ни радиация.

ü     Разработка месторождений полезных ископаемых актуальна ближайшие 30-40 лет. Потом в связи с приходом нано-технологий появится возможность получить сырьё из рассеянного состояния в окружающей среде. Кадровый кризис будет препятствовать освоению месторождений. Применение технологий андроидных роботов позволит в кратчайшие сроки выполнить эту работу и создать фундамент для экономического процветания страны в будущем.

ü     Большинство населения концентрируется в больших городах. Сейчас трудно найти людей готовых работать в удаленных районах страны. Андроидные роботы смогут сыграть существенную роль в отдаленных районах. Там они потребуют значительно меньших затрат на использование, чем работа человека. Впрочем, работа человека тоже понадобится. Ведь роботами кто-то должен управлять. Нужны люди, которые будут заниматься обслуживанием и дополнительным обучением роботов.

ü     Есть крупные компании, которые сталкиваются с проблемой грядущего кадрового дефицита в производстве различной продукции - андроидные роботы смогут заменить человека у станка. Роботы будут выполнять основную работу по производству, в то время как люди смогут потратить больше сил и ресурсов на разработку более конкурентоспособной продукции, и продвижению этой продукции на международные рынки, налаживанию сбыта и инфраструктуры, разработкой рекламы и высокого имиджа продукции на мировых рынках.

ü     Да и сами по себе роботы являются продуктом высоких технологий. Их разработка и внедрение в производство требует разработку целой отрасли науки и промышленности. Знания, полученные при разработке андроидных роботов, смогут быть применены в самых различных сферах. Андроидные роботы, узлы и детали к ним, программное обеспечение, все это является качественным высокотехнологичным товаром, который обязательно найдет своего покупателя в самом ближайшем будущем.

ü     Просто внедрение роботов, от микроскопических капсул, вживляемых в организм человека, до высокотехнологичных пылесосов позволит людям сосредоточиться на решении более важных проблем и задач. Механические помощники могут также присматривать за детьми, пенсионерами и выполнять работу по дому.

Роботы к 2025 году смогут выполнять работу, для которой Японии потребовалось бы занять 3,5 миллиона человек.

Эксперты Международной федерации робототехники отмечают, что в промышленности используется больше всего роботов – примерно 770 тысяч. Причем половина из них - 350 тысяч работают в Японии.

В Европе же используется 233 тысячи, а в Северной Америке - 104 тысячи промышленных роботов и используются они, главным образом, на сборочных конвейерах.

Также электронные помощники заняты и при уборке мусора или погрузке. Среди европейских государств больше всего промышленных роботов используется в Германии - 105,2 тысячи, второе место занимает Италия - 46,8 тысячи, на третьем - Франция - 24,2 тысячи. В России уже работает 5 тысяч роботов, Швейцария и Австрия используют по 3,5 тысячи роботов, Финляндия - 3 тысячи, Дания - 1,8 тысячи, Польша - 644 робота и Венгрия - 176.

Мало кто знает, но, к примеру, строительная индустрия США находится на пороге самой настоящей революции.

Дело в том, что уже в апреле-мае там пройдут первые испытания робота-строителя. Этот "трудяга" способен возвести двухэтажный жилой дом площадью 186 кв. м с рекордной скоростью, всего за сутки. Это в 200 раз быстрее того, если бы дом строили люди и, что немаловажно, в пять раз дешевле. Разработчики заявляют, что новая машина, способная работать без технических перерывов, сможет построить в доме все, включая арки и камины, и даже самостоятельно установить водопроводные и канализационные трубы.

Принцип работы устройств такой же как у обычных струйных принтеров. Быстро твердеющий раствор по программе наносится слой за слоем на поверхность в соответствии с чертежом. Робот легко и быстро может создавать сооружения любой заданной формы.

Просчитав экономический эффект от внедрения инновации, американцы планируют наладить промышленный выпуск строителей-киборгов. Экономический эффект уже подсчитан: машина стоимостью $1,5 млн, позволит пятикратно сократить затраты на строительство жилых домов.




Робот Chico будет отслеживать утечки газа
Бразильская государственная энергетическая компания Petrobras разработала уникальную модель робота, способного отслеживать утечки газа в трубах.

Робот, получивший название Chico, способен автономно перемещаться по земле, под водой, в грязи, горной местности и даже обладает специальным буром, чтобы всверливаться в горные породы для проверки труб.

Новый робот был разработан в сотрудничестве Государственным фондом поддержки исследований Fapesp. На первом этапе эксплуатации робот будет использован для обслуживания 420-километровой газовой трубы, протянувшейся от региона Каори до города Манаос. Большая часть трубы проходит в тропических лесах Амазонки.

Уникальный робот может быть использован и для различных экологических исследований, так как он разрабатывался с той точки зрения, чтобы во время своего функционирования нанести как можно меньший вред окружающей среде, утверждают разработчики.  
Разработанные технологии и системы безопасности

1)лазерный радар

Система обеспечивает постоянный контроль за впереди идущим транспортом и помогает водителю удерживать автомобиль на безопасной от него дистанции. Действует система в диапазонах скоростей от 45 до 100 км/ч. При снижении скорости впереди идущего автомобиля система круиз-контроля включает плавное автоматическое торможение автомобиля. В случае, если этого не достаточно для соблюдения безопасной дистанции, система предупреждает водителя о возможном риске столкновения.

2) Blind Corner Monitor (наблюдение за "мертвыми зонами" спереди)

Система использует камеру, установленную спереди автомобиля, для наблюдения за "мертвыми зонами" с целью быстрого обнаружения автомобилей, приближающихся слева и справа.

3) Система безопасности «Pre-Crash» (предавария)

По статистике наиболее частым ДТП является удар в заднюю часть кузова движущегося спереди автомобиля. Вызвано это невнимательностью водителей или засыпанием на дороге. Система безопасности Pre-Crash эффективно защищает от этого типа аварии.

При сокращении безопасной дистанции между автомобилями, система предупреждает водителя о возможном риске столкновения.

Если водитель среагировал и начал торможение, системой обеспечивается дополнительное торможение в помощь водителю

Если по некоторой причине водитель не в состоянии нажать педаль тормоза, система начинает торможение автоматически, дополнительно происходит натягивание ремней безопасности автомобиля для уменьшения травматизма водителя и пассажиров

4) Система предупреждения о выходе за пределы полосы движения (LDW)

Эта система регистрирует результат перемещений автомобиля на дороге и выдаёт предупреждающий сигнал водителю, когда автомобиль начинает отклоняться от соответствующей полосы движения. Это помогает водителю вовремя среагировать и подкорректировать направление движения автомобиля.

Дополнительно к системе предупреждения о выходе за пределы полосы движения Daihatsu разработала технологию по фиксированию полосы, исходя из анализа рулевых манипуляций.     

Разрабатываемые технологии и системы безопасности

6)Система взаимодействия автомобиля с транспортной инфраструктурой.

По инициативам соответствующих министерств и правительственных организаций в ряде развитых стран уже не менее десяти лет разрабатывается национальная ITS — Intelligent transportation system. Это интегрированная система, призванная объединить человека, транспортное средство и дорогу посредством передовой информационной технологии (IT).

Ситуация на дороге (угроза ДТП и факт ДТП), состояние дорожного полотна (поверхность, влажность) отслеживаются с помощью наземных лазерных и видеосистем. Вся информация обрабатывается и, в случае необходимости, автомобиль будет вовремя проинформирован об опасностях на дороге.

Главной целью встроенной в автомобиль системы взаимодействия с транспортной инфраструктурой является предотвращение ДТП. Пока система в разработке, но практическое её применение ожидается в скором будущем.

7)Системы обмена информацией между автомобилями.

Система должна позволить автомобилям обмениваться информацией между собой. Бортовые компьютеры автомобилей, объединенные сетью, должны постоянно обмениваться информацией и, в случае риска ДТП, брать управление на себя. Заметив с помощью радара столкновение прямо по курсу, автомобиль должен связаться с оставшимися позади автомобилями, чтобы они также сбросили скорость. Эта система будет наиболее эффективна на перекрёстках и дорогах с ограниченным обзором.

Интеллектуальные дороги
Если вы когда-либо ездили по большому городу в час пик, вам прекрасно известны проблемы дорожных пробок. Они являются причиной задержек, нарушения планов и связанных с этим убытков, а также основным источником загрязнения воздуха. И, естественно эти проблемы нужно решать, причем в самом скором времени.


Интеллектуальные дороги могут помочь уменьшить пробки, но мы пока не знаем обо всех маршрутах, по которым люди, автомобили, грузы и товары действительно перемещаются в пределах городской территории. Получение этих данных – это первоочередная задача. Затем понадобятся инновационные способы применения этих данных, если мы хотим разрешить существующие трудности в области дорожного движения.

Возможности микротехнологии позволяют разместить датчики практически в любом месте. Например, встроенные микросхемы в шинах могут передавать информацию датчикам, установленным на дорогах. Это поможет отслеживать транспортные потоки и управлять ими. Люди могли бы получать информацию о дорожном движении в режиме реального времени и изменять маршруты, чтобы избежать пробок.

Некоторые эксперты полагают, что в будущем нас ждут автоматизированные магистрали, где автомобили будут подключены к системе для автоматического изменения их направления и оптимизации транспортных потоков.

Интеллектуальный общественный транспорт

Представьте себе транспортную систему, которая позволила бы с помощью мобильного телефона узнать о количестве свободных мест в ближайшем пригородном электропоезде или поезде метро, не говоря уже об изменениях в расписаниях.

Интеграция услуг и информации необходима и для развития общественного транспорта в будущем. Например, чтобы обеспечить соответствие спроса и предложения, системы общественного транспорта смогут использовать информацию о местонахождении пассажиров и направить транспорт туда, где он требуется.

Но многие чувствовали бы себя не уютно, зная, что государство может отслеживать маршруты их перемещения. В первую очередь пассажиры должны доверять транспортной системе, зная, что их информация надежно защищена. Они также должны знать, что именно получат взамен, например простоту и удобство использования.

К сожалению, цикл внедрения подобных инноваций в крупных автоконцернах составляет не один год, поэтому не смотря на наличие теоретических разработок в этой области, существенно новых интеллектуальных опций придется подождать несколько лет или даже десятилетий.



Мир находится на пороге третьей научно-технической революции
Нанотехнологии — новый и пока не слишком понятный широкой публике термин. Но скоро в мир нанотехнологий войдет каждая домохозяйка, а сами нанотехнологии принесут новую научно-техническую революцию.

Понятие «нанотехнологии» в 1974 году придумал японец Норё Танигути для описания процесса построения новых объектов и материалов при помощи манипуляций с отдельными атомами. Нанотехнологии имеют дело с объектами в одну миллиардную часть метра, то есть размером с атом. Первые технические средства в этой области были изобретены в швейцарских лабораториях IBM.

Одним из самых многообещающих и вполне реальных применений нанотехнологий могут оказаться нанороботы (или наноботы) — устройства размером в десятки нанометров, которые самостоятельно манипулируют атомами. Нанороботы будут обладать способностью самовоспроизводиться, создавать из произвольного органического и неорганического подручного материала любые предметы. В итоге нанороботы, манипулируя молекулами, смогут создать любой предмет или существо.

Нанороботов разделяют на два вида:

ассемблеры, способные конструировать и самовоспроизводиться,

дизассемблеры, способные разбирать.

Исследователи ведущих лабораторий мира сообщают, что значительно продвинулись в создании нанороботов. Не исключено, что первой областью, где найдут применения таланты нанороботов, станет медицина. Наноробот, введенный в организм человека, сможет самостоятельно передвигаться по кровеносной системе. На этом пути наноробот сможет исправить характеристики тканей и клеток, очистить организм от микробов и молодых раковых клеток, от отложений, к примеру, холестерина. Вооружившись нанотехнологиями, ученые уже подступаются к гемофилии, болезни Альцгеймера, врожденным патологиям.

Среди самых распространенных наноустройств на сегодняшний день - нанотрубки. Они играют различные роли: от молекулярных фильтров, действующих как обычные сита, и до трехмерных шестеренок, без которых трудно представить себе какой-либо механизм. Нанотрубки на рисунке почти целиком состоят из углерода, а точнее из замкнутых графитовых слоев. Обратите внимание на выступы по бокам трубок: именно они выполняют функции зубьев, превращающих нанотрубки в шестерни.

В нанобиотехнологическом центре университета Корнела, например, создали гитару длиной в 10 микрон, то есть размером с красную кровяную частицу. На ней даже можно играть, возбуждая колебания в струнах лазерным лучом.

Ученые из Дании смогли построить на основе нанотрубок нанотранзистор, переключающийся всего лишь одним электроном. А это серьезный шаг к созданию первого молекулярного компьютера. На 2005 год назначены первые опыты, и уже весной мы сможем узнать об их результатах.
Нанороботы играют в шахматы
Недавно был создан первый наноробот, умеющий играть в шахматы. Робот различает белые "фигуры" от черных за счет их магнитных свойств. При приложении внешнего поля робот случайно "выбирает" одну из фигур своего цвета (белого) и передвигает ее на несколько клеток. Пока робот не умеет различать разные виды фигур и выбирать траекторию движения в зависимости от этого, однако это сейчас уже является предметом исследования ученых. За черные пока приходится играть человеку. Он же решает и исход поединка - момент, когда один из королей попадает в матовую ситуацию.

На данный момент этот робот имеет реальные шансы стать прототипом первого думающего наноустройства.

А немецким учёным удалось заставить молекулы самостоятельно собираться в заранее заданные структуры. «Инструкцию» по сборке они зашифровали в форме молекул.

Примерно так нанороботы будут собирать себе подобных в будущем.

Ученые из института имени Макса Планка и Технологического института Карлсруэ Клаус Керн и Марио Рубен впервые смогли воочию наблюдать процесс самоорганизации и упорядочения молекулярных объектов на поверхности. Как говорят сами исследователи, им удалось реализовать «инструкции по сборке», заложенные в конфигурации используемых молекул.

Самосборка молекулярных структур и их упорядочение, наблюдавшееся в ходе опыта, может пролить свет на процесс возникновения и эволюции жизни на нашей планете. Кроме того, процесс самостоятельной сборки наноструктур открывает большие перспективы для применения в катализе, микро- и наномеханике, химии и физике поверхности.

Доктор Анирбан Бандиопадьхях из Национального института материаловедения в Японии создал химический «мозг», способный управлять нанороботами.

Данный химический «мозг» имеет размеры всего в 2 нанометра, и состоит он из 17 молекул дюроквинона, DRQ (2,3,5,6-tetramethyl-1–4-benzoquinone), каждая из которых может функционировать как отдельное «логическое устройство», а вся система может работать как процессор, выполняющий за один такт 16 инструкций и способна кодировать свыше 4 миллиардов комбинаций.

 Одна такая молекула похожа по форме на кольцо с четырьмя спицами, которые могут по отдельности занимать несколько различных положений (можно интерпретировать как двоичные нули и единицы).

16 молекул DRQ также составляют кольцо, с 17-й молекулой в центре, и вместе формируют молекулярную машину,

Переключая центральную молекулу с помощью сканирующего туннельного микроскопа, остальные 16 будут работать как ведомые логические механизмы.

Но зачем это нужно? Учёные и медики связывают большие надежды с исцелением больных при помощи гипотетических наноботов, способных доставлять лекарства к строго заданной цели или выполнять некие "осмысленные" действия в потоке крови. И здесь один из ключевых вопросов — контроль над столь крошечными молекулярными машинами.

Будем надеяться, что данная разработка не будет использоваться учеными в разрушительных целях.

Так же ученые полагают, что искусственный интеллект достигнет уровня развития человеческого мозга к 2029г.

По их мнению, человечество стоит на таком уровне развития, что в скором будущем в мозг и другие органы человеческого тела будут установлены "нанороботы", которые будут улучшать его интеллектуальные и физические способности, действуя в непосредственном контакте с нейронами и другими клетками организма. Таким образом, люди и роботы "станут единым целым".  

По мере того как разумный Искусственный Интеллект воплощается в реальности, будут вырабатываться более убедительные и чёткие критерии его определения. И в какой-то момент человечество просто придёт к консенсусу о том, что созданный нами машинный разум уже разумен, хотя мы и не сможем точно указать, в какой момент это произошло.

Исследователи высказывали мнение, что в течение 20-50 лет роботы смогут получить гражданские права. В таком случае, помимо прав у роботов будут и определенные обязанности, такие как участие в выборах, уплата налогов и, возможно, обязательная служба в армии. Общество, со своей стороны, будет обязано заботиться о своих новых "цифровых гражданах".

Если робот разовьется и станет самостоятельным, он легко обеспечит своим родителям сытую и беззаботную старость. Сможет ли робот сделать это? Сможет. Потому что, в отличие от человека, будет иметь возможность не только познавать, но и совершенствовать себя.