РОБОТОТЕ́ХНИКА

РОБОТОТЕ́ХНИКА (англ. robotics), меж­дис­ци­п­ли­нар­ная об­ласть нау­ки и тех­ни­ки, за­ни­маю­щая­ся раз­ра­бот­кой и при­ме­не­ни­ем ро­бо­тов и ро­бо­то­тех­нич. сис­тем (РТС) для об­лег­чения тру­до­вой дея­тель­но­сти че­ло­ве­ка и ин­тен­си­фи­ка­ции про­из-ва. В на­уч.-тех­нич. лит-ре под ро­бо­том по­ни­ма­ет­ся ав­то­ма­тич. ма­ши­на, пред­на­зна­чен­ная для за­ме­ны че­ло­ве­ка при вы­пол­не­нии опе­ра­ций с объ­ек­та­ми внеш­ней сре­ды. Тер­мин «ро­бот» впер­вые вве­дён К. Ча­пе­ком в пье­се «Р. У. Р.» («Рос­сум­ские Уни­вер­саль­ные Ро­бо­ты», 1920). Тер­мин «Р.» впер­вые ис­поль­зо­ван А. Ази­мо­вым в на­уч.-фан­та­стич. рас­ска­зе «Лжец!» (1941). Не­ко­то­рые идеи, по­ло­жен­ные позд­нее в ос­но­ву Р., поя­ви­лись ещё в ан­тич­ную эпо­ху.

Р. ин­тег­ри­ру­ет зна­ния из мн. об­лас­тей нау­ки и тех­ни­ки, тре­бу­ет функ­цио­наль­но­го, струк­тур­но­го и кон­ст­рук­тив­но­го со­еди­не­ния уст­ройств разл. фи­зич. при­ро­ды (ме­ха­нич., мик­ро­элек­трон­ных и ком­пь­ю­тер­ных) в еди­ную ма­ши­ну на ба­зе прин­ци­пов ме­ха­тро­ни­ки, био­ни­ки, ма­те­ма­тич. и ком­пь­ю­тер­но­го мо­де­ли­ро­ва­ния и др. В 21 в. Р. ста­но­вит­ся пер­спек­тив­ным на­прав­ле­ни­ем (об­щее ко­ли­че­ст­во ро­бо­тов в ми­ре уже со­став­ля­ет сот­ни ты­сяч ма­шин), ко­то­рое оп­ре­де­ля­ет путь ми­ро­вой тех­но­ло­гич. ре­во­лю­ции. Раз­ли­ча­ют 3 осн. фа­зы Р. 1-я фа­за – «ро­бот вме­сто че­ло­ве­ка» – осо­бен­но важ­на при ав­то­ма­ти­за­ции уто­ми­тель­ных, тя­жё­лых и опас­ных для здо­ро­вья че­ло­ве­ка опе­ра­ций. 2-я фа­за – «ро­бот луч­ше че­ло­ве­ка» – вы­полне­ние про­мыш­лен­ным ро­бо­том (или груп­пой ро­бо­тов) за­дан­ных про­из­вод­ствен­но-тех­но­ло­гич. функ­ций (свар­ки, сбор­ки, ок­ра­ски и др.) с су­ще­ст­вен­но луч­ши­ми по­ка­за­те­ля­ми. Уже на этой фа­зе ро­бо­ты на­чи­на­ют вы­тес­нять лю­дей из оп­ре­де­лён­ных ви­дов тру­до­вой дея­тель­но­сти, вы­зы­вая на­ря­ду с тех­но­ло­гич. дос­ти­же­ния­ми и со­ци­аль­ные про­бле­мы. 3-я (совр.) фа­за Р. за­клю­ча­ет­ся в соз­да­нии прин­ци­пи­аль­но но­во­го по­ко­ле­ния РТС, в ко­то­рых че­ло­век толь­ко ста­вит за­да­чи, вы­пол­няе­мые ав­то­ном­ны­ми ро­бо­та­ми (опе­ра­ции в на­но- и мик­ро­ми­ре, внут­ри жи­вых ор­га­низ­мов, в кос­мич. про­стран­ст­ве и под­вод­ных глу­би­нах и др.). По­это­му совр. этап раз­вития Р. прак­ти­че­ски оп­ре­де­ля­ет фи­ло­соф­ско-этич. про­бле­мы взаи­мо­от­но­ше­ний че­ло­ве­ка и ро­бо­та, ко­то­рые ещё не­дав­но бы­ли те­мой толь­ко для пи­са­те­лей-фан­та­стов.

Ро­бо­тов клас­си­фи­ци­ру­ют по функ­цио­наль­ным и струк­тур­ным при­зна­кам. По функ­цио­наль­ным при­зна­кам, со­глас­но клас­си­фи­ка­то­ру Ме­ж­ду­нар. фе­де­ра­ции Р. (International Federation of Robotics – IFR), раз­ли­ча­ют пром., мо­биль­ные, сер­вис­ные, до­маш­ние, био­ме­ди­цин­ские и кос­мич. ро­бо­ты, а так­же гу­ма­нои­ды («по­доб­ные че­ло­ве­ку» – ра­зум­ные су­ще­ст­ва, внеш­не на­по­ми­наю­щие че­ло­ве­ка, но не яв­ляю­щие­ся им). По струк­тур­ным при­зна­кам ро­бо­ты де­лят по ви­ду ме­ха­нич. уст­ройств, сис­те­ме управ­ле­ния, бло­ку при­во­дов, а так­же ис­пол­нит. и сен­сор­ных (ин­фор­ма­ци­он­ных) уст­ройств. В ме­ха­нич. уст­рой­ст­вах раз­ли­ча­ют по­сле­до­ва­тель­ную, па­рал­лель­ную и гиб­рид­ную ки­не­ма­тич. схе­мы ма­ни­пу­ля­то­ров.

В за­ви­си­мо­сти от ро­ли че­ло­ве­ка-опе­ра­то­ра в про­цес­се управ­ле­ния ро­бо­том вы­де­ля­ют ро­бо­ты с дис­тан­ци­он­ным (ко­гда опе­ра­тор сам фор­ми­ру­ет ко­ман­ды), дис­тан­ци­он­но-ав­то­ма­тич. и ав­то­ма­тич. спо­со­ба­ми управ­ле­ния. В ав­то­ма­тич. ро­бо­тах, где уча­стие опе­ра­то­ра ог­ра­ни­чи­ва­ет­ся толь­ко за­да­ни­ем це­ли, ис­поль­зу­ют­ся ме­то­ды про­грамм­но­го, адап­тив­но­го и ин­тел­лек­ту­аль­но­го управ­ле­ния. Три ука­зан­ных ме­то­да оп­ре­де­ля­ют 3 по­ко­ле­ния ро­бо­тов. Ро­бо­ты 1-го по­ко­ле­ния функ­цио­ни­ру­ют по за­дан­ной про­грам­ме по­зи­ци­он­но­го или кон­тур­но­го дви­же­ния, ко­то­рая не мо­жет быть из­ме­не­на в про­цес­се вы­пол­не­ния опе­ра­ции. Сис­те­мы адап­тив­но­го управ­ле­ния ро­бо­тов ав­то­ма­ти­че­ски кор­рек­ти­ру­ют про­грам­му в про­цес­се дви­же­ния, при­спо­саб­ли­ва­ясь к про­ис­хо­дя­щим из­ме­не­ни­ям в со­стоя­нии са­мо­го ро­бо­та, ти­пу ра­бот и внеш­ней сре­ды (2-е по­ко­ле­ние). Ме­то­ды ин­тел­лек­ту­аль­но­го управ­ле­ния ос­но­ва­ны на сис­тем­ной об­ра­бот­ке зна­ний и стро­ят­ся на тех­но­ло­ги­ях ис­кус­ст­вен­ных ней­рон­ных се­тей, не­чёт­кой ло­ги­ки, экс­перт­ных сис­тем и ас­со­циа­тив­ной па­мя­ти (3-е по­ко­ле­ние). Про­грам­ма и ал­го­рит­мы управ­ле­ния ро­бо­та­ми с ин­тел­лек­ту­аль­ным управ­ле­ни­ем ав­то­ма­ти­че­ски фор­ми­ру­ют­ся управ­ляю­щим ней­ро­ком­пь­ю­те­ром в про­цес­се обу­че­ния, при­чём прин­ци­пы при­ня­тия ре­ше­ний и управ­ле­ния ро­бо­та­ми ана­ло­гич­ны функ­цио­наль­но­му по­ве­де­нию нерв­ной сис­те­мы че­ло­ве­ка. Блок при­во­дов, вклю­чаю­щий си­ло­вые пре­об­ра­зо­ва­те­ли и ис­пол­нит. дви­га­те­ли (элек­трич., элек­тро­гид­рав­лич., элек­троп­нев­ма­тич. и др.), соз­да­ёт в ме­ха­нич. звень­ях ро­бо­та си­лы и мо­мен­ты, тре­буе­мые для реа­ли­за­ции дви­же­ния в про­стран­ст­ве. Сен­сор­ные уст­рой­ст­ва ро­бо­тов пред­на­зна­че­ны для сбо­ра, об­ра­бот­ки и пе­ре­да­чи в уст­рой­ст­во управ­ле­ния ин­фор­ма­ции о те­ку­щем со­стоя­нии ро­бо­та (дат­чи­ки по­ло­же­ния, ско­ро­стей и ус­ко­ре­ний) и внеш­ней сре­ды (напр., даль­но­ме­ры, так­тиль­ные, си­ло­мо­мент­ные, ло­ка­ци­он­ные дат­чи­ки).