Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4 | Следующая страница реферата

В 1983 году имела место еще одна очень интересная идея - совмещение лошади и велосипеда - The Mechanical Horse (рис.3). Принадлежит она Л. А. Риггу. Вслед за механизацией телеги или кареты изобретатель предложил модернизацию лошади. Интересно, почему проект заморозили?

И действительно, во время первой мировой войны данные футуристические идеи стали реализоваться. Первым стало появление уже сконструированного и собранного механизма Walking Machine, показанного на рисунке. Данная машина передвигалась только с помощью большого количества ног, работающих практически по принципу гусеничного механизма...

Другой вариант - это шагающий трактор, разработанный в это же время. Как мы можем видеть, сзади у механизма находятся две шагающие ноги, приводящие механизм в движение, а спереди - колеса. Получается телега наоборот. Это была первая реализация сочетания механических ног и колес в одной.

На какое-то время в истории шагающих машин наступило затишье вплоть до технологического прорыва 60-70-х. На рисунке вы можете увидеть изобретение 1966 года, реализованное МакГи и Франком в университете Южной Калифорнии. К этому стоит добавить, что это первое изобретение подобного рода, предусматривающее компьютерное управление. Называется оно Phoney Poney.

В 1968 году Р. Мошер завершил работу над созданием настоящего четырехногого монстра с ручным управлением под названием General Electric Walking Truck. Кстати, его изображение можно часто увидеть на многих научных и околонаучных сайтах. Что интересно, у Phoney Poney, так же, как и у General Electric Walking Truck, было по четыре ноги.

В 1973 году целая команда советских ученых завершила работу над практической реализацией шестиногой машины (доктор наук, профессор В.С. Гурфункель, доктор наук А. Ю. Шнейдер, доктор Е.В. Гурфункель и коллеги).

1977 год был весьма урожайным на всевозможные реализации шагающих роботов. Началось своего рода соревнование между США и СССР, что было нормально для того времени. С американской стороны выступал тот же МакГи со своей командой, с советской - профессор Гурфункель и коллеги. Причем русские "шестиноги" назывались очень просто - "Маша". Их мы можем увидеть на рисунках.

В ответ на "Машу" МакГи и команда предложили свою версию шестиногого робота, которая весила всего... 136 кг.

С 1976 года по 1979 в исследовательском центре Komatsu Ltd. (Япония) разрабатывался супер-робот. Таким образом, можно отметить, что, начиная с этого периода, к гонке среди разработчиков присоединяются японцы. Устройство под названием ReCUS (Remotley Controlled Underwater Surveyor) имело восемь ног, 8 метров длины, 5,35 ширины и 6,4 метра высоты. Весить такая конструкция должна была порядка 29 тонн. Максимальная скорость - 0,07 м/с. До нас же дошли только чертежи.

В 1979 году к московским разработкам профессора Гурфункеля присоединился Санкт-Петербург (тогда Ленинград). Там был также разработан и сконструирован "шестиног", но с гораздо более скромными параметрами: вес - 40 кг, длина - 60 см, ширина - 25 см, высота ног - 20 см. И, кстати, такое стремление к минимализму очень свойственно для многоногих устройств. Во-первых, они проще в реализации. Во-вторых, в большинстве своем такие устройства имели чисто научное значение.

Но вместе с тем в период 1980-1983 гг. американцы продолжили развитие тяжелых роботов с большим количеством ног. Изобретатели Сазерленд и Спрулл создали машину длиной в 2,4 метра, развивающую скорость 0,11 м/с.

Далее свою веху в историю вписывают японцы. Живая легенда - TITAN III и TITAN IV (TITAN - аббревиатура от Tokyo Institute of Technology, Aruku Norimono). Ноги TITAN III были оснащены специальными сенсорами, которые были связаны со специальной электронной системой управления, именуемой PEGASUS (Perspective Gait Supervisory System). Данная система позволяла адаптировать движение механизма относительно изменений поверхности. Этот этап можно смело назвать этапом внедрения интеллекта в шагающие машины. Длина ног у TITAN III была 1,2 м и весил он 40 кг. Глядя на рисунок, нельзя не вспомнить персонажа мультипликационного фильма "Тайна третьей планеты". Может быть, TITAN III был прототипом...

Назначение шагающих роботов, роботы-андроиды

А зачем собственно нужны шагающие роботы? В таких механизмах есть практическая необходимость. Вспомните хотя бы забуксовавшие колесные машины - эту частую картину при бездорожье. Шагающие механизмы лучше преодолевают препятствия, и в этом их главное преимущество.

Японские разработки TITAN III и TITAN IV принадлежат Токийскому технологическому институту (Tokyo Institute of Technology) - одни из первых шагающих механизмов с искусственным интеллектом, позволяющим преодолевать несложные препятствия. Так, TITAN IV в 1985 году в Government Pavilion of the Science Exhibition at Tsukuba в полугодовой период опытов прошел около 40 километров по поверхности с тремя степенями сложности. Эта модель весила около 160 килограмм, а длина одной ноги (всего их было шесть) составляла около 1 м 20 см. Причем интересно, что такая махина развивала скорость 40 см/с. TITAN IV был прототипом для множества последующих разработок японских изобретателей. Перечислять нет смысла, так как их много.

Начиная с этого момента, шагающие роботы стали разрабатываться и для практических целей, например, для исследования морских глубин. Акваробот (Aquarobot) разрабатывался в лаборатории роботов в Port Harbour Research Institute Министерства транспорта Японии на протяжении четырех лет (1985-1989).

Расстановка сил среди стран, конструирующих шагающие механизмы, несколько изменилась. В основном, это связано с тем, что ушли русские (у нас тогда, если вы помните, началась перестройка, а потом развал СССР), но при этом достаточно интересные разработки стали появляться и в Англии, в 90-х присоединилась Канада. А лидерами стали, конечно же, японцы и американцы.

Кстати, сейчас такие роботы-многоножки активно используются для различных прикладных целей.

Если не говорить о шагающих роботах, а только об их конечностях, то мы можем найти еще одно применение данным разработкам, а именно - в медицине. Еще в 1948 году русский профессор Н. А. Бернштейн нарисовал человека с протезами, повторяющими скелет ноги, но с электрическими двигателями, что являлось разработкой НИИ Протезии. Стоит отметить, что сразу после войны это было очень насущным изобретением, к сожалению, не имевшим практического продолжения в будущем. В 60-е годы General Electric развила данную идею, но в варианте полноценного скелета с гидравлическим управлением. Точно такая же попытка была и с русской стороны в России (Ленинград, 1970 год).

Основной задачей ученых являлось все-таки создание человекоподобного робота. И нужно сказать, что - это только одна из ветвей развития шагающих механизмов. Ведь, согласитесь, роботы с большим количеством ног больше похожи на насекомых как внешне, так и по способу передвижения. А вот создание двуногих машин - это ближе к рассказам фантастов, которыми зачитывались в детстве наши ученые и изобретатели.

На самом деле сейчас наиболее доступны материалы по истории шагающих механизмов. Удивительно, но она существует. Настоящее скрыто под завесой тайны. Лишь иногда проскакивают новости, которые могут настораживать. Например, майки с датчиками температуры (электроника вживлена в ткань, следовательно, ее можно вживить в любой полимерный материал), робот учится кунг-фу, самообучающиеся игрушки роботы-собаки и так далее. Будущее шагающих механизмов мы уже знаем из фантастики. Все предсказания сбываются с точностью как у Жюля Верна.

Что удивительно, если бы технологии шагающих механизмов развивались чуточку быстрее, то мы бы совершенно по-другому представляли себе сейчас луноход. Сейчас же мы приступим непосредственно к андроидам, будущим человекоподобным киборгам.

Двуногие машины имеют не менее богатую историю, по сравнению с другими шагающими механизмами. Но исторический обзор начнем с 1964 года, когда ленинградскими учеными была создана кинематическая модель Чебышева с двумя ногами. Советские ученые внесли не очень большую лепту в историю создания двуногих машин. Так, в 1990 году в Москве профессором Формальским и доктором Ленским была создана модель двуногого робота, очень похожего внешне на данную кинематическую модель. Но такого прогресса в данной сфере разработок, как в Японии, в СССР, конечно, не было.

В 1969 году Иширо Като (Япония) показал миру антропоморфный двуногий механизм WAP-1. Интересным в данной разработке было то, что мышцы сделаны из резины или каучука и устройство приводилось в движение с помощью пневматики за счет воздействия на "искусственные мускулы". Это очень новаторская идея, которая совмещает в себе и простоту, и гениальность. Иширо Като работал при поддержке специальной исследовательской лаборатории гуманоидов (Humanoid Research Laboratory) при Waseda University (Токио). Интересен сам факт существования таковой в конце 60-х, в то время как для Японии это были не лучшие годы. И нужно сказать, результат очевиден, поскольку за Иширо Като стоит большая часть истории современных двуногих машин.

Уже в 1970 году появилась усовершенствованная модель WAP-2. В ней были разработаны специальные управляемые приводы, при этом под подошвы робота встраивались специальные датчики давления, что позволяло осуществить автоматический контроль положения.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: сочинение на тему, реферат по обществознанию.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4 | Следующая страница реферата