Мехатроника
жүктеу/скачать 71.27 Kb.
|
| Термин «робототехника» (Robotics) придумал писатель К. Чапек в 1920 г., а затем использовал Айзек Азимов, но само понятие робототехники имеет более долгую историю. В древнегреческой мифологии упоминается механический человек по имени Талос, которого спроектировал и изготовил бог огня и кузнечного дела Гефест. В XVIII в. разрабатывались блистательные механические автоматы, сложное поведение которых, однако было полностью задано заранее конструктивом автомата. Робототехника, пройдя путь от мани- пуляторов (1940–1950 гг.), на рубеже XXI в. подошла к следующему этапу своего развития – созданию интеллектуальных макро- и микророботов. Однако одним из основных направлений развития робототехники все же является комплексная автоматизация производства, создание гибких автоматизированных производств, прежде всего, в машиностроении.
До 80-х гг. XX в. развитие робототехники происходило независимо от мехатроники. В дальнейшем мехатроника развивалась в основном на базе робототехники и в настоящее время мехатроника и робототехника объединены в одно направление инженерного образования. Мехатроника и робототехника различаются по классификационным признакам: мехатроника изучает новый методологический подход к созданию модулей и машин с качественно новыми характеристиками, роботы же представляют собой один из современных классов машин с компьютерным управлением. Мехатронный подход охватывает все основные фазы жизненного цикла роботов (проектирование, производство, эксплуатация, утилизация) и принципы построения робототехнических систем. Один из таких принципов – модульное построение робототехники. Мехатроника стала базой для создания нового поколения модулей – кон- структивно унифицированных функциональных компонентов робо- тотехнических систем. Для робототехники наиболее актуально создание следующих типов мехатронных модулей: модули технического зрения, обеспечивающие распознавание в реальном времени сложных объектов и сцен; силометрические модули для манипуляторов (системы силового очувствления); приводные модули типа «искусственные мышцы», не уступающие по массогабаритным параметрам мышцам живых организмов (электроактивные полимеры, материалы с эффектом памяти и т. п.); микросистемные модули энергопитания, имеющие массогабаритные параметры несравненно лучше современных бортовых аккумуляторов, топливных и других источников электроэнергии, применяемых в робототехнике. Создание такой самодостаточной системы модулей – основа для формирования нового поколения средств робототехники в течение 3–5 лет. Без использования интеграционного мехатронного подхода и без применения систем интеллектуального управления достигнуть современного уровня функционирования роботов практически невозможно. Перечислим основные перспективные области применения робототехники : 1. Робототехника наземного и воздушного базирования. Сюда относятся создание автоводителей и автопилотов, робототехнические системы для действий в экстремальных условиях, в том числе для вооруженных сил и других силовых структур, групповое применение роботов и создание следующих интеллектуальных поколений таких роботов, ориентированных на автономное функционирование. Большие перспективы связаны с микроробототехникой. Летающие, плавающие, ползающие и тому подобные микророботы произведут качественные изменения во многих важнейших сферах человеческой деятельности. Био- и медицинская робототехника. С ней связана как проблематика заимствования бионических решений, так и обратный процесс внедрения робототехники в живые организмы. Начало последнему положило протезирование конечностей, затем усиление физических возможностей человека для функционирования в экстремальных условиях (активные скафандры, биоуправляемые шагающие машины и т. п.). Наконец, появились новые поколения интеллектуальных протезов и экзоскелетов, роботысиделки, робототехнические системы для реабилитации инвалидов, массажисты и т. п. Однако прежде всего – это новые области применения робототехники, такие, как хирургия, в том числе дистанционная, микророботы для внутрисосудистой и внутриполостной диагностики и хирургии. 2. Космическая робототехника. Сегодня это важнейшая часть очередного этапа развития исследований и освоения космоса. космическая робототехника открывает перспективы создания принципиально новых космических аппаратов и их систем, в том числе и в околоземном пространстве, включая наноспутники, монтажно-сборочные и регламентные работы на орбите и т. п. 3. Подводная робототехника. Наряду с космосом это второе направление «экспансии» человечества, в котором решающую роль должна играть робототехника. Если человек-амфибия – фантастика, то роботы-амфибии – уже реальность. Достаточно напомнить их работу по обследованию затонувших кораблей, использование подводных роботов-геологов. А ведь это, по существу, еще только предыстория подводной робототехники. В настоящее время еще нет ни лунных, ни других космических баз, обслуживаемых роботами, нет и подобных подводных сооружений. Однако если сегодня основное направление развития современного машиностроительного производства – создание безлюдных комплексно-роботизированных предприятий, то тем более это должно относиться к освоению космоса и глубин океана. Среди перечисленных перспективных областей применения робототехники не названа промышленная робототехника. Объясняется это тем, что, хотя в обозримом будущем основной мировой парк роботов попрежнему будут составлять промышленные роботы, но этот уже сложившийся раздел робототехники будет определять ее развитие в рассмотренных ранее направлениях. жүктеу/скачать 71.27 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|