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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Heimroboter. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Heutzutage werden Roboter entwickelt, die viele der dem Menschen innewohnenden Funktionen ausführen können. Zunächst sprechen wir von Automaten, die für die Ausführung einer Reihe mechanischer Operationen programmiert sind, die jedoch einige intellektuelle Anstrengungen erfordern. Also haben sie in Thailand ein Modell des weltweit ersten Sicherheitsroboters entwickelt. Die Maschine wird passwortgeschützt über... das Internet gesteuert. Das Gerät ist mit Videoüberwachungskameras und Berührungssensoren ausgestattet, die auf sich bewegende Objekte und Temperaturänderungen reagieren können. Außerdem ist der Roboter mit Schusswaffen ausgestattet, die bei Bedarf eingesetzt werden können. Natürlich hängen alle Aktionen des Metallschutzes von den Befehlen des Bedieners ab.
Und in den USA ersetzt der Roboter die Krankenschwester. Ein mechanischer Assistent namens Lil Jeff arbeitet im Mount Sinai Hospital in New York. Zu seinen Aufgaben gehört die Verteilung und Ausgabe von Instrumenten an Ärzte. Ein spezielles Navigationsgerät ermöglicht es Jeff, sich in die richtige Richtung zu bewegen. Er kann auch sprechen, obwohl es in seinem Wortschatz nur wenige Sätze gibt - "Danke", "Bitte nehmen Sie die Werkzeuge". Wenn in seinem Mechanismus eine Fehlfunktion auftritt, schreit er: "Ich stecke fest, rufen Sie den Operator an!" Der ursprüngliche Roboter wurde vom amerikanischen Wissenschaftler Stuart Wilkinson erfunden. Die Maschine wird dank ... Nahrung mit Energie aufgeladen. Es besteht aus drei Behältern, die von einem Motor gesteuert werden und in deren Inneren sich eine mikrobiologische Bakterienumgebung befindet. Bei der Verarbeitung von Lebensmitteln setzen Bakterien Wärmeenergie frei, die in Strom umgewandelt wird. Je mehr Proteine und Kohlenhydrate in den Produkten enthalten sind, desto mehr Energie wird freigesetzt. Wilkinson selbst hat den Roboter während der Experimente mit Zucker "gefüttert", aber das Fleisch wird seiner Meinung nach zu einer effizienteren Arbeit beitragen. Der Roboter, der von Geburt an den Namen Gastronome trägt, erhielt übrigens während der Vorführung den Spitznamen Yum-Yum. Die Zuschauer, die sich zur Show versammelten, interessierten sich vor allem für die Frage: Kann ein Auto dieser Klasse für einen Menschen gefährlich sein? Was ist, wenn sie, nachdem sie den Energievorrat aufgebraucht hat, beschließt, sich an dem Operator zu ergötzen? Die Realität übertrifft die kühnsten Erwartungen von Science-Fiction-Autoren: Roboter haben wirklich alles wie Menschen. Sogar Nachbau! In den Vereinigten Staaten wurde ein Computersystem geschaffen, das Roboter ohne menschliches Eingreifen reproduzieren kann. Die Erfinder sind Hod Lipson und Jordan Popluk vom Massachusetts Institute of Technology. Die Aufgabe des Systems besteht darin, das einfachste Modell eines Mechanismus nachzubilden, der sich horizontal im Raum bewegen kann. In der Anfangsphase entwickelt der Computer Tausende von virtuellen Projekten, die die Evolutionsprozesse der Flora und Fauna nachahmen, und wählt dann die beste Option und die erforderlichen Komponenten aus. Informationen werden an eine automatische Anlage übermittelt, die direkt an der Montage des Mechanismus beteiligt ist. Bis vor kurzem war der Einsatz von Haushaltsrobotern nur auf den Seiten von Science-Fiction-Romanen zu lesen. Aber die Zeit vergeht, Technologien entwickeln sich, und alles, was gestern wie ein Wunschtraum schien, wird heute Wirklichkeit. Einige der Heimroboter können verschiedene Funktionen ausführen, während andere für eine bestimmte Aufgabe konzipiert sind. Der multifunktionale Heimroboter R100 wurde im zentralen Forschungslabor der japanischen Firma NEC entwickelt. Es war mit Werkzeugen zur Erkennung visueller Bilder, Sprache und Kommunikationsfähigkeiten über das Internet ausgestattet. Ein solcher Roboter ist in der Lage, Personen zu erkennen, Sprachbefehle zu empfangen und sich im Haus zu bewegen, wobei er Hindernisse wie Tische und Stühle umgeht. Laut Vertretern des Unternehmens kann der Roboter dieses Modells verschiedene Familienmitglieder erkennen und sogar fragen, wie er helfen kann. Mit integriertem Internetzugang benachrichtigt Sie der R100, wenn Sie E-Mails erhalten. Alexey Fedorov analysiert die Fähigkeiten des Roboters im Magazin Computer-Press: „Schauen wir uns die Hauptmerkmale des R100 an, dessen „Gehirn“ ein Intel 486DX4-Prozessor mit einer Taktfrequenz von 75 MHz darstellt. Die Vision des Roboters wird auf der Grundlage von zwei Videokameras implementiert, die es ihm ermöglichen, Hindernisse zu umgehen , Entfernungen zu Objekten berechnen und Personen erkennen Um den Grundriss und darin befindliche Objekte im stationären oder bewegten Zustand zu erkennen, verwendet der R100 eine stereoskopische Videoverarbeitung der an den Kameras ankommenden Signale in Echtzeit Gesichter zu erkennen und sich zu merken. Mit Hilfe der Programmierung können Sie dem Roboter die Namen von Personen, die er kennt, zuweisen, in diesem Fall wird er die Familien der Mitglieder begrüßen. Darüber hinaus ermöglichen die eingebauten Videokameras dem Roboter, sich hinter der Person zu bewegen wer redet mit ihm. Die stereoskopische Videoverarbeitung der von den Kameras empfangenen Signale ermöglicht es dem R100, sich mit einer Geschwindigkeit von 60 Zentimetern pro Sekunde durch die Räume zu bewegen und dabei Kollisionen mit verschiedenen Hindernissen zu vermeiden, denen er begegnet. Hört das R100 mit drei Richtmikrofonen, um die Richtung eines Tons oder einer Stimme zu erkennen. Wenn Sie beispielsweise einen Roboter anrufen, dreht er sich zum Anrufer um. Mikrofone dienen auch dazu, Sprache in der Lautstärke jener Wörter zu erkennen, die im Gedächtnis des Roboters gespeichert sind. Neben Mikrofonen ist der Roboter mit sechs hochempfindlichen Sensoren ausgestattet, die es ihm ermöglichen, sofort anzuhalten, wenn er ein Objekt in der Nähe erkennt oder sich eine Person nähert. Der Roboter kann Ihren Namen sagen, Fragen beantworten, Sie wissen lassen, wenn Sie E-Mails erhalten haben, und sogar E-Mails lesen und zu Musik tanzen." Natürlich hat der Roboter keine Gefühle. Dennoch ist der R100 in der Lage, sowohl Berührungen der in seinem Kopf befindlichen Sensoren als auch deren Art zu erkennen: Streicheln, Klatschen etc., worauf er entsprechend reagiert. Der Roboter kann auf Änderungen der Temperatur, des Lichts, der Tageszeit und seiner eigenen Batteriekapazität reagieren, da die eingebauten Sensoren dem Roboter helfen, Temperatur und Lichtintensität zu messen. In R100 werden Spracherkennung und Videoinformationsanalyse von einem Personalcomputer durchgeführt. Der Roboter ist über einen Funkkanal mit ihm verbunden. In zukünftigen Modellen wird der Roboter mit einem eigenen Bordcomputer ausgestattet. Die Robotersoftware besteht aus einem Satz erweiterbarer Module: einer Mechaniksteuerung, einem Bildaufnehmer, einer Sensorsteuerung, einer Bewegungsbibliothek und einer Entscheidungsmaschine. Alle Softwaremodule sind voneinander unabhängig und können einfach aktualisiert werden. Die Fähigkeiten des Roboters können durch Hinzufügen neuer Softwaremodule erweitert werden. Der mit Kameras und Mikrofonen ausgestattete Roboter ist in der Lage, Videobotschaften aufzunehmen und auf dem Fernsehbildschirm abzuspielen. Bei Bedarf kann R100 auch den Fernseher, das Licht und andere Haushaltsgeräte ein- und ausschalten. In Abwesenheit von Eigentümern „kontrolliert“ der Roboter das Haus. Falls der Roboter etwas Ungewöhnliches entdeckt, erfasst er es sofort mit einer Videokamera und kann die Daten an die angegebene E-Mail-Adresse senden. Wenn der Roboter nichts zu tun hat, wandert er durch das Haus, begrüßt Leute, die er unterwegs trifft, oder pfeift eine Melodie. Wer solche Freiheiten nicht mag, kann all diese Funktionen abschalten, dann sitzt der R100 ruhig in der Ecke, bis ihn jemand ruft. Wenn die Batterien schwach werden, ruft der R100 seine Besitzer um Hilfe. Ein weiterer Roboter namens Cye wurde von der amerikanischen Firma Robotics Inc. entwickelt. Im Gegensatz zu seinem japanischen Gegenstück ist es nicht so vielseitig und kann einige ziemlich monotone Aufgaben erledigen. Der 40 x 25 x 40 cm große Cye ist in der Lage, einen kabellosen Staubsauger zu betreiben, normale Post zuzustellen und andere Aufgaben zu übernehmen, wie z. Die Firma „Electrolux“ hat einen Roboter-Staubsauger entwickelt. In den USA wird es unter dem Markennamen Eureka vermarktet. Dieser kompakte Roboter mit einem Durchmesser von vierzig Zentimetern führt nur eine Operation aus, aber er tut es sehr sorgfältig. Ermöglicht wird dies durch einen leistungsfähigen Prozessor, Firmware und Sensorik. Der Roboter funktioniert so. Zunächst untersucht der Roboter den Umfang des Raums, "merkt sich" alle Gegenstände, die ihm unterwegs begegnen könnten. Seine nächste Aktion ist das Staubsammeln. Der Roboter geht um den Umfang des Raums herum und durchquert ihn dann zufällig. Während seiner Arbeit umgeht der Staubsauger Möbel, Stromkabel und klettert auch in Ecken, die für einen herkömmlichen Staubsauger unzugänglich sind. Die runde Form des Staubsaugers lässt ihn nie in Ecken, unter Sofas und anderen schwer zugänglichen Stellen verloren gehen. Darüber hinaus verderben seine weichen Kanten die Möbel nicht.
Der Roboter-Staubsauger kann eine Stunde ohne Aufladen arbeiten. Danach muss es auf einen speziellen Ständer gestellt werden, wo es etwa zwei Stunden lang aufgeladen wird. Bis heute ist dieses Modell völlig autonom. Allerdings wird "Electrolux" hier nicht aufhören. Das Unternehmen erwägt bereits die Möglichkeit, eine fortschrittlichere Version eines Roboterstaubsaugers zu entwickeln, der über einen Computer drahtlos gesteuert wird. Das schwedische Unternehmen Husqvarna hat einen mit Solarenergie betriebenen Mähroboter Solar Mower entwickelt. Es hat eingebaute polykristalline Zellen, die Energie aufnehmen und damit den eingebauten Akku aufladen. Der Roboter ist in der Lage, den Rasen während der gesamten Saison zu überwachen und dabei ein bestimmtes Grasniveau aufrechtzuerhalten. Damit der Elektro-Rasenmäher nicht „mitgerissen“ wird, ist die Rasenbegrenzung mit einem speziellen Kabel markiert, auf dessen Vorhandensein die Sensoren des Roboters reagieren. Das Rasenmähen erfolgt durch horizontale Bewegungen entlang eines bestimmten Umfangs unter Berücksichtigung von Blumenbeeten und Bäumen. Der Roboter kann auch per Funk von einer speziellen Fernbedienung aus gesteuert werden. Es scheint, dass die Zeiten, in denen sich Kinder mit Plüschtieren und verschiedenen Barbie-Varianten begnügten, bald in Vergessenheit geraten werden. Es ist wahrscheinlich, dass sprechende interaktive Puppen bald an Popularität verlieren werden. Neue Zeit, neues Spielzeug. Sie werden durch "Digital Creatures", unbekannte elektronische Tiere, ersetzt. Der Prozess, das intellektuelle Niveau der einst immer gehorsamen Spielzeuge zu steigern, hat vor langer Zeit begonnen. Aber die reale Welt der intellektuellen Spielzeuge spaltete sich nach dem Erscheinen des elektromechanischen Hundes AIBO. AIBO ist eine Abkürzung für Artificial Intelligence Robot (Künstlich-Intelligenz-Roboter), was auch mit dem japanischen Wort für „Begleiter, Freund“ übereinstimmt. Es ist schwer zu bestimmen, wer dieses Wunder der Technologie ist - die westliche Presse nennt die japanische Erfindung eindeutig einen Hund, und Vertreter des Herstellers - der Firma Sony - versuchten zu überzeugen, dass es "eher wie ein Löwe als wie ein Hund" sei. Die erste limitierte Auflage der elektronischen Hunde AIBO ERS-110 (5000 Stück) war Ende 1999 in nur 18 Minuten restlos ausverkauft. Sehr schnell, wenn man bedenkt, dass jeder verspielte Hund nicht weniger als zweieinhalbtausend Dollar kostete.
„Im Großen und Ganzen ist AIBO die Weiterentwicklung der Tamagotchi-Ideologie, nur „lebensgroß“, schreibt Vladimir Bogdanov in der Zeitschrift Computer-Press.“ Der Welpe „versteht“ die Haltung des Besitzers und verwandelt sich allmählich in einen erwachsenen Hund (nicht physisch , aber emotional) In die Pfoten von "Aibo" sind Sensoren eingebaut, und eine spezielle Kamera und Infrarotsensoren ermöglichen es dem Welpen, Abstand zu halten und nicht gegen Wände zu stoßen. "Aibo" "versteht", wenn er sanft über den Kopf gestreichelt wird , und wenn er eine Ohrfeige bekommt, protzt der Hund mit wedelndem Schwanz und grün leuchtenden LED-Augen. Wie jeder Welpe muss AIBO erst „erwachsen“ werden und viel lernen. Am ersten Tag muss er lernen, nur zu laufen und zu sitzen, aber zum Glück wächst der Welpe sprunghaft (was über die Kraft von Totenkopfhunden hinausgeht). Bereits am zweiten Tag läuft das elektronische Hündchen souverän und lernt das Ballspielen. Und während er in 4 Monaten einen aktiven Lebensstil beibehält, verwandelt sich der Welpe in einen voll ausgewachsenen Hund. Im Allgemeinen haben die Ingenieure von Sony laut Hundebesitzern wirklich wunderbare Ergebnisse erzielt – sie haben die Illusion einer Welpenevolution geschaffen, den „Charakter“ und die Algorithmen von AIBO erfolgreich imitiert, um sich an einen bestimmten Besitzer anzupassen. AIBO wird nach der Zuckerbrot-und-Peitsche-Methode „trainiert“. Wenn er für etwas gelobt wird, neigt er dazu, diese Handlungen zu wiederholen und umgekehrt. Entwickler von Sony behaupten sogar, dass der Welpe aufgrund häufiger Vorwürfe beleidigt oder depressiv sein könnte. Kein Wunder, dass ein Team ehemaliger Entwickler neuronaler Netze an AIBO gearbeitet hat. Eine Ladung Lithium-Ionen-Akkus reicht für einen Welpen für 1,5 Stunden. Über die Tonfernbedienung kann der Besitzer AIBO einen Befehl geben: AIBO beginnt beispielsweise zu tanzen oder mit einem rosa Ball zu spielen. Die Entwickler haben versucht sicherzustellen, dass der elektronische Hund zuverlässig Purzelbäume ausführen kann, die "Protein" -Welpen eigen sind - Kratzen, Purzelbäume auf dem Boden und andere. Der elektronische Welpe hat 18 Motoren, die als Gelenke fungieren, und sechs voreingestellte Emotionen (Freude, Traurigkeit, Wut, Überraschung, Angst und Abneigung). Zusätzlich zu den Infrarotsensoren in den Augen hat AIBO Sensoren in den Pfotenballen und Mikrofone in den Ohren. Das Gleichgewicht des Welpen wird durch ein eingebautes Gyroskop gesteuert, und ein spezieller Temperatursensor verhindert, dass AIBO bei heißem Wetter überhitzt." Besonders berührend ist das Zusammentreffen von Aibo mit Robotern früherer Modifikationen - der "Hund" beginnt mit dem Schwanz zu wedeln und sich aufrichtig zu freuen. Aibos Instinkte und konditionierte Reflexe werden von einem 64-Bit-Mikroprozessor gesteuert. Informationen über die Außenwelt und Programme werden natürlich in einer Flash-Speicherplatte mit einer Kapazität von 8 MB gespeichert. Während der Welpe nicht in der Lage ist, die Treppe hinaufzusteigen, zu rennen und vieles mehr. Aber der Hauptnachteil ist, dass das Spielzeug keine aufrichtige Hingabe zeigen, den Besitzer verstehen und seine Stimmung fühlen kann. Die zusätzliche Aibo-Software ermöglicht es Ihnen jedoch, dem Welpen neue Tricks „beizubringen“ und „Charaktere“ mit anderen Fans der elektronischen Hundezucht auszutauschen. Neben dem IDT MIPS RISC Prozessor und einer 8 MB Flash-Speicherplatte zum Speichern von Programmen ist der Welpe mit 16 MB internem Speicher, Abstands-, Druck-, Beschleunigungs- und Temperatursensoren, einem eingebauten Mikrofon, Lautsprechern und einem CCD ausgestattet Videokamera. Der Hund wiegt etwa 1,3 Kilogramm. Verfügbare Farben - Silber und Schwarz Metallic. Aibo ERS-210 ist kürzlich erschienen - dies ist eine Modifikation der "ersten Generation" ERS-110 und ERS-111. Aber auch die Tatsache, dass der neue AIBO fast die Hälfte des Preises seines Vorgängers kostet, macht ihn nicht zu einem erschwinglichen Produkt. Trotzdem beginnt in Japan eine weitere Hysterie. Produkte der Marke Aibo erscheinen - Kleidung, Zubehör für Mobiltelefone und Computer sowie ein monatlich erscheinendes Magazin und eine Website im Internet. Sogar ein spezieller kostenpflichtiger Service wurde für Besitzer eines elektronischen Hundes geschaffen, die sich beispielsweise dafür interessieren, warum ihr Haustier auf den Befehl „Sitz“ freudig auf den Boden zu springen begann. Und Ende 2000 fanden in den wichtigsten Städten Japans Aibo gewidmete Ausstellungen statt. Neben Aibo wurden eine Reihe weiterer elektronischer Haustiere entwickelt. Das elektronische Kätzchen Tata beispielsweise wurde vom japanischen Unternehmen „Matsushita Electric“ nicht nur als Spielzeug, sondern auch als therapeutisches Hilfsmittel für ältere Menschen konzipiert. Experten zufolge ist eines der vielversprechendsten Projekte in diesem Bereich das Design und die Simulation von Robokoneko (auf Japanisch – „Roboterkätzchen“): ein selbstlernender (sich entwickelnder) Roboter mit künstlicher Intelligenz. Das Roboterkätzchen muss nicht nur über eine perfekte Mechanik verfügen, sondern auch über ein künstliches Gehirn, bestehend aus 16000 neuronalen Netzwerkmodulen. Kitten ist ein Zwischenprojekt im Rahmen der Schaffung eines künstlichen Gehirns CAM-Rain mit einer Kapazität von einer Milliarde künstlicher Neuronen. Zum Vergleich: Im menschlichen Gehirn gibt es 14 Milliarden Nervenzellen, von denen etwa vier Prozent genutzt werden. 16000 künstliche Neuromodule des Kätzchens werden auf Basis softwaredefinierter FPGA-Chips gebaut. Die Evolutionsrate des „Katzengehirns“ liegt bei 100 Milliarden Aktualisierungen pro Sekunde. Laut Vladimir Bogdanov: „Haushaltsroboter zur Unterhaltung und Prototypen von Haushaltshilfsrobotern, die hin und wieder einem breiten Publikum gezeigt werden, sind meiner Meinung nach erbärmliche Echos jener Lösungen, die in Militärlabors geschaffen werden. Fliegende Miniroboter die Größe einer Fliege, gesteuerte Unterwasserfischroboter, elektronische fliegende Aufklärungsvögel - all dies ist alles andere als eine Fantasie.Auf dem Gebiet der Schaffung von Militärrobotern konzentrieren sich die mächtigen wissenschaftlichen Ressourcen des Landes, die die Möglichkeit des Menschen nicht leugnen -Kriege in der Zukunft geführt. In diesem Sinne bleiben Beispiele für Mini-Roboter aus Serien wie Akte X oder LEXX ziemlich aufrührerisch. Allerdings dürfte die Umsetzung vieler „Dual-Use“-Ideen in den nächsten fünf Jahren zur Entstehung von Massenmodellen neuer Haushaltsroboter führen. Aber zuerst werden die billigsten Markenlösungen (30-100 $) und Imitationen im Stil der gleichen AIBO-Hunde oder Tata-Katzen (denken Sie daran, wie sich die Tamagotchi-Fälschungen schnell verbreiteten) entfernt. Die Ära der Massen-Roboter-Assistenten (wie der NEC R100) wird in 10 Jahren kommen, bis dahin wird ihr Preis ein vernünftiges Niveau erreicht haben und die Qualität der Sprachschnittstellen-Implementierung durchaus akzeptabel sein. Diese Haushaltsroboter gefallen mir am besten. Auch wenn diese "Vanki" nur E-Mails schießen oder beim ersten Anruf von allen Rädern rennen können, um den Fernseher einzuschalten - das ist schon viel. Und so, sehen Sie, werden in 30 Jahren die ersten einzigartig schwanzlosen „Spaßmodelle“ erscheinen, die Harrison Ford im Film „Blade Runner“ jagte. Autor: Musskiy S.A.
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