Анализ развития робототехники

курсовая работа

2.1 Современное состояние роботизации

Научно-техническое развитие России в последние десятилетия характеризуется:

1) отсутствием обоснованного долгосрочного прогнозирования и планирования,

2) отсутствием привязки к геополитическим целям страны. Последнее на самом деле важно. Отмечу, что долгосрочное планирование требует наличия в стране соответствующих институтов, типа DARPA и RAND Corporation, а длительное отсутствие публично сформулированных геополитических целей может быть мотивировано как политической конъюнктурой, так и другими причинами. Нельзя сказать, что попыток долгосрочного прогнозирования нет. В последние лет пять рядом министерств практикуется использование методик типа Форсайт. Однако они не дают более-менее значимых результатов прогнозирования на горизонте свыше 5 лет. Кроме того, Форсайт требует также наличия постоянной группы аналитиков, специализирующихся на применении этой методики, отслеживающих результаты предсказаний и выявляющих причины несоответствия прогноза реальности, как это делается, например, в Англии и Японии [8].

Робототехникой на Западе, в первую очередь в США, серьезно начали заниматься с конца 1990-х, когда был взят курс на цифровизацию вооружённых сил и была принята программа "Армия будущего”. На разработку военной робототехники в рамках этой программы была выделена громадная сумма 22,5 млрд. долл. Япония обозначила робототехнику в качестве одного из семи национальных приоритетов, поставив целью стать мировым лидером в области домашней робототехники. Последним несколько лет назад в эту гонку вступил Евросоюз, принявший многомиллиардную программу по военной робототехнике [8].

Китай не объявлял официально своих планов в этой области, однако, судя по отдельным сообщениям о конкретных проектах, ведёт работы в области военной, планетарной и других видов робототехники. Южная Корея осуществляет план развития робототехники, одной из главных задач которого является стратегическое фокусирование на потребностях отдельных рынков, например, роботизированные системы наблюдения для Ближнего Востока, медицинские роботы для США и ЕС, а также роботы-уборщики, предназначенные для Китая и Юго-Восточной Азии.

Здесь уместно сказать о том, какие направления в робототехнике существуют. Сама по себе робототехника (robotics) является междисциплинарной наукой, объединяющей следующие направления:

бытовая (домашняя) робототехника (home robotics), цель создание домашних роботов. Объём рынка в 2010 г. составил около 25 млрд. долл.;

медицинская робототехника (medical robotics), цель создание медицинских роботов. Оптимисты считают, что к 20202025 гг. большую часть проводимых медицинских операций будут выполнять роботы. Их внедрение позволит, в частности, решить проблему распространения вирусов и инфекций самими врачами и предохранения медработников от заражения;

персональная робототехника (personal robotics), цель разработка персональных роботов небольших, недорогих, простых и удобных в использовании. Это может быть, например, специальный вибротактильный костюм, с помощью которого можно обучить человека любым двигательным навыкам или ускорить выздоровление пациентов, которые проходят реабилитацию после различных неврологических травм, либо универсальный личный слуга-гуманоид (humanoid robot, personal robot).

планетарная робототехника (planet exploration robotics), цель проектирование роботов для исследования планет;

военная робототехника (military robotics), занимается созданием следующих видов:

БПЛА беспилотный летательный аппарат (UAV, Unmanned Aerial Vehicle). Среди военных БПЛА могут быть выделены: тактические (tactical unmanned aerial vehicle, TUAV), малые (small unmanned aircraft system, SUAS), малые тактические (small tactical unmanned aircraft system, STUAS) и сверхмалые (MAV);

НМР наземный мобильный робот (Unmanned Ground Vehicle, UGV) автоматически управляемое (роботизированное) наземное транспортное средство; среди военных НМР различают: тактические (tactical unmanned ground vehicle, TUGV) и малые (small unmanned ground vehicle, SUGV), а также роботизированные транспортные средства для эвакуации раненых (robotic evacuation vehicle, REV);

морские роботы (unmanned maritime system, UMS) автоматически управляемое (роботизированное) морское транспортное средство; роботы этого класса (в основном военного назначения) делятся на надводные и подводные (UUV).

телеробототехника (telerobotics), цель создание телероботов (роботов, дистанционно управляемых телеоператором). Роботы для МЧС, МО и т.п.;

промышленная робототехника (industry robotics), цель разработка промышленных роботов (industrial robot), число видов которых превышает три десятка. Лидером здесь является Япония она обладает парком, насчитывающим более 350 тыс. индустриальных роботов. Всего в мире в 2011 г. насчитывается 1,1 млн. индустриальных роботов и около 17 млн. роботов других видов;

эволюционная робототехника (evolutionary robotics), цель изучение методов эволюционных вычислений (evolutionary computation) для разработки искусственных нервных систем роботов;

полевая робототехника (field robotics), цель исследование и создание автономных подвижных роботов для выполнения тех или иных работ в естественных, иногда (часто) экстремальных, условиях;

биометрическая робототехника (biometric robotics), цель исследования и создание роботов с биометрическими возможностями, например с реакцией на прикосновения;

биологическая робототехника (biological robotics), цель исследования и проектирование биологических роботов (биороботов, или биоботов); полностью биологические роботы не имеют в своей основе кремниевых компонентов, представляют собой искусственный интеллект на базе органической субстанции, способны расти за счет появления новых микроорганизмов, размножающихся под влиянием света, тепла и питательных веществ, могут решать некоторые вычислительные и логические задачи. В перспективе возможно создание более сложных биороботов, способных самоорганизовываться, работать в военной, производственной и медицинской сферах;

микроробототехника (microrobotics), цель разработка сверхминиатюрных робототехнических устройств;

наноробототехника (nanorobotics), цель создание нанороботов устройств размером в единицы и десятки нанометров, которые смогут самостоятельно манипулировать отдельными атомами вещества. Наноробототехника входит в nanoscience науку о наномире, нанонауки;

нейроробототехника (neurobotics), междисциплинарное направление на стыке искусственного интеллекта, биомеханики, неврологии, робототехники, био- и психофизики, цель исследование проблем связи между центральной нервной системой и мускульной активностью человека, разработка бионических интерфейсов, создание искусственных частей тела (протезов), вживление их в организм взамен утраченных и управление ими, создание вспомогательных устройств (например, экзоскелетов, external skeleton) для реабилитации после травм и расширения физических возможностей человека [14].

Сейчас всё чаще говорят о появлении направления "наблюдательной” робототехники (робополицейские, роборегуляторы и т.п.). Планируется, что этот вид робототехники будет активно использоваться на вокзалах, в аэропортах, медицинских и учебных учреждениях.

По мнению основателя корпорации Microsoft Билла Гейтса, в ближайшем будущем робототехнику ожидают революционные изменения, сравнимые с прорывом в вычислительной технике, произошедшим более 30 лет назад. Microsoft сейчас также активно работает в этом направлении [14].

С робототехникой связано не менее сотни других научно-технических направлений, в первую очередь искусственный интеллект (ИИ), на базе которого делается система управления роботами. В ИИ также входит полтора десятка научных направлений, в том числе машинное зрение.

Хотя в прошлом году робототехника и включена в список национальных технологических платформ, но её роль как мегапроекта в модернизации экономики страны явно недооценена.

Важно отметить, что по западным оценкам именно робототехника в ближайшие годы будет основным потребителем продукции полупроводниковой промышленности, чем в своё время были персональные компьютеры. Кроме того, развитие этой области возможность подтянуть производство точной механики и механотроники, датчиков и др.

Работы в области военной робототехники в России ведутся, отдельные результаты соответствуют мировому уровню, однако в целом текущий уровень работ недостаточен, особенно в области военных роботов, что в период проходящей в мире смены поколения вооружений вызывает большую озабоченность.

Без перехода на использование робототехники Россия останется заложником ухудшающейся демографической ситуации и не сможет существенно поднять производительность труда и качество продукции в промышленности. Развитие домашних, социальных и медицинских роботов позволит решить проблемы обслуживания пожилых людей. Здесь видна большая социальная составляющая данного направления.

Наконец, что может быть самое важное, робототехника громадный, стремительно растущий глобальный рынок, на котором Россия практически не представлена. По некоторым оценкам, объём мирового рынка робототехники сейчас составляет 9,4 млрд. долл., однако к 2018 г. аналитики прогнозируют рост до 85 млрд. долл. во многом такие цифры будут обусловлены увеличением сектора роботов для сферы обслуживания, которые превзойдут производственный сектор. При правильной административной поддержке данного направления есть все возможности для того, чтобы объём рынка робототехники в России к 2020 г., как минимум, превысил 10 млрд. долл. [14].

Учитывая всё вышесказанное можно сказать, что необходимо:

1. выделить робототехнику в одно из ключевых направлений модернизации экономики России;

2. создать в рамках Комиссии по модернизации Рабочую группу по робототехнике;

3. открыть при Президенте России "Институт стратегического планирования научно-технического развития России”.

Понятно, что это начальные шаги дальнейшие должны быть разработаны ИТ-сообществом и указанными структурами.

Делись добром ;)