Новый робот: понятие и классификация¶

Новый робот — обобщающее обозначение робототехнического изделия, недавно представленного производителем, впервые поступившего в эксплуатацию либо относящегося к очередному поколению моделей. Термин не является строгой технической категорией: он применяется в промышленности, научных публикациях и медиа для указания на новизну конкретного устройства относительно ранее существовавших образцов. Критериями новизны служат конструктивные решения, элементная база, программное обеспечение, сфера применения или серийность выпуска.

¶Критерии новизны

Отнесение робота к категории новых определяется несколькими признаками, которые могут сочетаться:

• Хронологический — изделие представлено публично в течение последних месяцев или лет.
• Технический — применены ранее не использовавшиеся приводы, сенсоры, материалы или алгоритмы управления.
• Производственный — модель запущена в серийное производство, тогда как прежде существовала лишь в виде прототипа.
• Функциональный — устройство выполняет задачи, которые ранее не автоматизировались.
• Поколенческий — речь идёт об очередной версии уже известной платформы с существенными изменениями.

На практике эти критерии пересекаются: серийный выпуск обычно следует за техническими доработками, а смена поколения сопровождается обновлением программной части.

¶Классификация

Новые роботы распределяются по тем же основаниям, что и робототехника в целом.

Отдельно выделяют коллаборативных роботов (коботов), рассчитанных на совместную работу с человеком без разделительных ограждений, и антропоморфные платформы, воспроизводящие строение человеческого тела.

¶Технические составляющие

Современный робот включает несколько подсистем. Механическая часть образует несущую конструкцию, звенья и приводы. Сенсорная подсистема объединяет датчики положения, усилия, расстояния, технического зрения и инерциальные измерительные блоки. Система управления реализует алгоритмы планирования движения, стабилизации и обработки сигналов; всё чаще применяются методы машинного обучения. Интерфейс обеспечивает связь с оператором или с вышестоящей автоматизированной системой.

Ключевые характеристики, по которым сравнивают новые модели: грузоподъёмность, число степеней свободы, точность позиционирования, время автономной работы, масса, скорость перемещения и стоимость владения.

¶История развития

Понятие нового робота менялось вместе с технологией. Первые промышленные манипуляторы появились в 1960-х годах и применялись для точечной сварки и перемещения деталей. В 1970—1980-е годы распространились программируемые промышленные роботы с гидравлическими и электрическими приводами. В 1990-е развитие микропроцессоров и технического зрения расширило области применения. С 2000-х годов растёт доля сервисной и медицинской робототехники, а с 2010-х — автономных транспортных средств, беспилотных летательных аппаратов и коботов.

В России разработки в этой сфере ведут научные центры, университеты и промышленные предприятия; значительная часть проектов связана с производственной автоматизацией, космическими программами и специальной техникой.

¶Применение

• Промышленность: сварка, окраска, сборка, паллетирование, обслуживание станков.
• Логистика: перемещение грузов на складах, комплектация заказов.
• Медицина: хирургические системы, реабилитационные и вспомогательные устройства.
• Сельское хозяйство: мониторинг полей, опрыскивание, сбор урожая.
• Исследования: работа в условиях, опасных или недоступных для человека.
• Быт и сервис: уборка, доставка, помощь пожилым людям.

¶Оценка и ограничения

Внедрение новых роботов сопровождается экономическими и социальными эффектами. К положительным относят рост производительности, снижение воздействия вредных факторов, повышение точности операций. К проблемным сторонам относят стоимость разработки и обслуживания, необходимость переобучения персонала, вопросы безопасности при совместной работе с людьми, а также правовую неопределённость ответственности за действия автономных систем.

Отдельно обсуждается влияние автоматизации на рынок труда: часть профессий сокращается, одновременно возникает спрос на операторов, инженеров и специалистов по обслуживанию робототехники.

¶Примеры направлений

К направлениям, где регулярно появляются новые модели, относятся:

• промышленные манипуляторы повышенной грузоподъёмности;
• автономные мобильные платформы для складов;
• беспилотные летательные аппараты различного назначения;
• подводные аппараты для обследования инфраструктуры;
• медицинские и реабилитационные системы;
• антропоморфные и четвероногие платформы.

Каждое из них развивается по собственному циклу: от лабораторного прототипа через испытания к серийному образцу, после чего изделие перестаёт считаться новым и переходит в категорию серийно выпускаемой техники.

¶Источники

• ГОСТ Р 60.0.0.4 — Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения.
• Международная федерация робототехники (IFR), ежегодные отчёты о состоянии отрасли.
• Обзорные публикации по промышленной и сервисной робототехнике.
• Материалы профильных научно-технических журналов.