Unimate: как устроен первый промышленный робот?

На дворе шел 1961 год. Инженер General Motors пришел на сборочный завод, чтобы отработать свою смену. Но что-то в этот день на заводе ему казалось странным. Он обратил внимание на совершенно новое изобретение, которое приводилось в действие гидравлическими цилиндрами и некоторыми из самых передовых электрических элементов управления того времени. Позже он осознает, что наблюдал настоящую революцию в промышленной индустрии – роботизированный манипулятор Unimate был принят на работу в General Motors.

В 1961 году General Motors заплатила 18000$ за Unimate, что было огромной скидкой по сравнению с предполагаемыми 65000$, которые потребовались на его разработку. К началу 70-ых цена робота составит 35000$ (более 250000$ в наши дни). Но за что технологические гиганты готовы были платить такие деньги?

Unimate представлял из себя гидравлический роботизированный манипулятор с 6 осями движения, используемый для подъема и перемещения тяжелых объектов. Unimate весил около 1.5 тонн и мог поднимать детали весом до 45кг. Стоит отметить, что более поздние модели могли работать с объектами уже в 5 раз тяжелее. Высота Unimate составляла около 1.5 метра, а длина – 4 метра.

Энергией Unimate обеспечивал источник питания на 460В. Автономная гидравлическая система работала при давлении 6.9 мекапаскалей. При разработке проекта новаторам пришлось изобрести системы управления, памяти, а также цифровые оптические энкодеры для определения положения вала.

Робот использовал линейные приводы для управления движением руки. Из-за ограниченного хода гидравлического цилиндра диапазон движения манипулятора был ограничен и составлял 220° по горизонтали и 60° по вертикали, однако этого было вполне достаточно для выполнения задач, поставленных перед роботом.

На конце манипулятора робота имелся специальный инструмент, известный как концевой эффектор, который можно было использовать для самых различных задач. 

Удивительно, что Unimate не имел языка программирования. Вместо этого инженерная группа перемещала машину в нужное положение, после чего датчики сохраняли данные координаты. Повторяя процесс, можно было создать последовательность действий, которую Unimate затем был способен воспроизвести. Память робота в ранних моделях обеспечивал магнитный барабан (позднее CMOS-память), что позволяло роботу выполнять программу из 200 последовательных движений. Точность воспроизведения действий при этом доходила до 1мм.

В 2003 году Unimate был включен в Зал славы роботов, а журнал Popular Mechanics в декабре 2005 года включил его в число 50 лучших изобретений последних 50 лет.

CSI

🚀 Привет! Меня зовут Матвей, и мне разрешили немного рассказать о себе на этом канале.

🦾 Сейчас я основатель небольшого робототехнического стартапа «Робиком». Занимаемся R&D в сфере робототехники и разработке прототипов на заказ. В своем канале пишу о нашей компании, наших разработках, о робототехнических выставках, да и в целом о том, какой путь приходится проходить нашему стартапу.

✅ Присоединяйтесь к нашему каналу и следите за путём развития, возможно будущего российского роботехнического  «единорога»!

💥Picotaur - миниатюрный шагающий робот.

▫️Picotaur – миниатюрный робот, способный бегать, поворачиваться, толкать грузы и подниматься по небольшим лестницам.

▪️Длина робота - 7.9мм
▪️Робот был напечатан на 3D-принтере с использованием технологии двухфотонной полимеризации.
▪️Робот имеет 6 маленьких ножек, которые приводятся в движение несколькими приводами и позволяют устройству передвигаться несколькими видами походки.
▪️Робот оснащен двухстепенными рычажными механизмами, которые позволяют устройству преодолевать высоты и легко переключаться между ходьбой и прыжками.
▪️У робота достаточно силы, чтобы толкать небольшие объекты.

🦾В данный момент команда надеется добиться возможности установки солнечных батарей на верхнюю часть робота, чтобы он мог получить свой автономный источник энергии.

✅Ожидается, что в будущем рой из таких роботов может использоваться в разведывательных целях, так, к примеру, устройства, протискиваясь под камнями и обломками, смогут помочь первично оценить степень разрушений.

Больше информации на нашем сайте: csifuture.com/picotaurmini

Японское робототехническое чудо: как страна стала мировым центром робототехники?

Когда мы говорим о Японии, первое, что приходит на ум – роботы, передовые технологии и автоматизация. Сейчас страна является технологическим гигантом, где ежегодно создаются все новые роботизированные устройства, пользующиеся спросом по всему миру. Большая популярность автоматизации в Японии связана со многими факторами, начиная от необходимости совершенствования автомобильной отрасли, и заканчивая нехваткой рабочей силы и старением нации. Но как Япония из страны, находящейся в не лучшем положении после войны, за 40 лет превратилась в мировой центр развития робототехники?

Задолго до появления роботов в классическом нашем понимании в Японии были распространены Каракури-нингё, механические куклы. Это не было прямой предпосылкой к развитию робототехники в стране, однако многие исследователи считают, что именно куклы повлияли на сознание японцев, которые оказались морально готовыми к появлению роботов во всех сферах жизни.

Япония в конце 60-х годов переживала бурный промышленный рост и ощущала большую нехватку рабочей силы. Поэтому идея автоматизации производства пришлась японцам по вкусу.

В 1968 году японская компания Kawasaki Heavy Industries добилась заключения лицензионного соглашения с Unimation, что стало началом развития промышленной робототехники в стране.  Уже через год Kawasaki Heavy Industries представит Kawasaki-Unimate 2000, первого промышленного робота, когда-либо разработанного в Японии. Однако устройство первоначально особого спроса не испытывало, т.к стоил робот 12 млн. йен (около 45 млн. йен или $300 тыс. в наши дни).

Однако к этим дорогим машинам проявила интерес автомобильная промышленность. Ставка была сделана на увеличение объема производства посредством повышения автоматизации через внедрение подобных роботизированных систем. С этим японцы не прогадали, робот нашел свое применение прежде всего в точечной сварке автомобильных деталей и мог выполнять объем работы, сопоставимый с 20 рабочими. Считается, что именно автоматизация производства способствовала выдающимся успехам японской автомобильной промышленности в мире.

С тех пор Япония стала одной из ведущих стран мира в области промышленной робототехники. Именно в Японии в 1971 году была основана первая в мире национальная ассоциация робототехники — JARA.

В 1986 году японский робототехнический гигант Kawasaki Heavy Industries расторг контракт с Unimation и начал разработку собственных моделей роботов для внутреннего и внешнего рынков.

В 1988 году на Японию приходилось две трети всех используемых в мире роботов, а за год в стране восходящего солнца роботов появилось еще на $2.5млрд. Для сравнения, в США за тот же период роботов было разработано только на $400млн. Джон О’Хара, президент RIA (Robotic Industries Association) говорил: “Общее число роботов в США составляет около 37000, а в Японии такое количество вводится в эксплуатацию за год”.

К слову, лидирующие позиции по производству и эксплуатации роботов Япония не теряет и сегодня, а компания Kawasaki Heavy Industries, которая стала своеобразным основоположником японской промышленной автоматизации, продолжает работу над все новыми моделями роботов и в нынешнее время.

CSI

Разработан инновационный фасеточный глаз для роботов.
 
👀Ученые из Гонконгского университета науки и технологий разработали систему фасеточного зрения, которая в два раза чувствительнее на небольших площадях, чем существующие решения, но при этом дешевле.

▪️Разработка, вдохновлённая строением глаз насекомых, может сделать машинное зрение более универсальным.
▪️ В системе используется полусферический сенсор изображения из перосковитых нанопроводов с высокой плотностью пикселей, что обещает расширить поле зрения.
▪️Робот обладает возможностью как монокулярного, так и бинокулярного зрения.

✅Благодаря широкому углу обзора и светочувствительности такие глаза могут не только обнаружить объект, но и отслеживать его. Систему зрения, к примеру, можно установить на дроны, что позволит более качественно проводить поисково-спасательные работы.

Отдать руль роботу - невозможное будущее или вопрос времени и регулирования?

Три причины для внедрения автопилота:
▪️Безопасность. При скорости свыше 60 км/ч авария может привести к фатальным последствиям. Автопилот может заметно снизить количество дорожных происшествий, ведь аварии, по данным NHTSA (Национальное управление безопасностью движения на трассах в США), в 94% случаях происходят из-за ошибки водителей.
▪️Экономия. Расход топлива заметно упадет, ведь автопилот сможет выбирать наиболее оптимальную модель поездки. Затраты на автопилот пока неизвестны, однако, очевидно, что они буду ниже, чем оплата труда профессионального водителя.
▪️Удобство поездки. Поездка за рулём всегда забирает много сил и времени (если речь идёт не о профессиональном водителе), однако с автопилотом данная проблема может сойти на нет и у людей наконец-то появится возможность отдыхать в дороге.

Автопилот: какие типы бывают и насколько велик риск ДТП?

Регулирование разделяет автопилоты на два типа - Automated Driving System (ADS) и Advanced Driver-Assistance System (ADAS).

▪️ADS - систему, способная полностью работать без водителя.
▪️ADAS - система, способная работать без водителя, однако требующая его присутствия в критических ситуациях.

Проблема ADAS в том, что водитель может быть не готов к экстренным ситуациям, поэтому внимание крупных компаний сосредоточено на полностью автономных автомобилях с ADS. Лишь данная технология способна действительно обеспечить рост рынка данной сферы.

К слову, по данным NHTSA, в 2024 году большинство инцидентов с машинами на автопилоте связаны с наездом на них сзади и столкновением на малой скорости с различными препятствиями на поворотах. Жертв зафиксировано не было, поэтому технология может дать реальный шанс на уменьшение количества ДТП, а уж тем более смертельных случаев на дороге.

ДТП с участием робота: юридический аспект.

Пока остаётся не ясно лишь то, кто будет отвечать, если автомобиль на автопилоте все же станет виновником ДТП? По мнению экспертов из Zurich Insurance, страховщикам придется вступать в долговременные и тяжёлые исковые процессы с производителями автомобилей с ADS.

Таким образом, владелец такой машины может считаться в данной ситуации пассажиром, а следовательно он может рассчитывать на полную компенсацию от производителя.

CSI

История советской робототехники

В ХХ веке СССР был одним из мировых технологических гигантов, который особо преуспел в освоении космоса и ядерной энергетике. Однако часто упускается такой аспект советской истории, как развитие робототехники. Давайте вернемся в прошлый век и проведем краткий обзор истории советского роботостроения.

В начале 20-го века, в период после Октябрьской революции 1917 года, Советский Союз с целью повышения эффективности производства начал активно исследовать автоматизацию и механизацию. В то время Иван Иванович Артоболевский, выдающийся инженер того времени, как раз таки изучал возможность разработки машин, которые смогли бы выполнять различные задачи. Под его руководством были созданы системы управления токарными станками и теория самообучающихся машин, что стало фундаментом для развития робототехники на территории СССР в будущем.

Удивительно, но считается, что первый советский робот был сконструирован школьником Вадимом Мацкевичем в возрасте шестнадцати лет в 1936 году. Им стал робот-андроид “В2М”, который был способен двигаться, говорить и производить вычисления. Вся система управления строилась на электрических импульсах. В 1937 году робот был представлен на Всемирной выставке в Париже, где получил море славы.

В военные годы постоянная нужда в патронах требовала повышения объемов и эффективности производства. Этого удалось достичь посредством внедрения автоматизации в промышленность, когда в 1940 году под руководством Л.Н.Кошкина на Ульяновском машиностроительном заводе были запущены роторные станки-автоматы для обработки резанием и сборки элементов патронов, которые стали важным шагом к внедрению роботов в производственные процессы в будущем.

Уже в послевоенное время в СССР получила развитие сфера элетронно-вычислительных машин (ЭВМ). В конце 1940-ых Сергей Лебедев представит первую советскую ЭВМ – МЭСМ, выпущенную в 1950 году. К слову, МЭСМ стало наиболее быстродействующей ЭВМ в Европе, найдя свое применение в проведении научных исследований и автоматизации промышленности.

В 1958 году советскими учеными была создана первая в мире полупроводниковая аналоговая вычислительная машина МН-10. Она была представлена на международной выставке в Нью-Йорке и вызвала восторг у гостей.

7 октября 1959 года советским ученым впервые удалось сфотографировать обратную сторону Луны с помощью автоматической межпланетной станции «Луна-3». Этот успех открыл новые горизонты в исследовании космоса.

В 1962 году в Политехническом музее появился робот РЭКС, который проводил экскурсии по зданию. Он передвигался по определенному маршруту, был способен воспроизводить речь и подъезжать к посетителям с микрофоном для получения вопросов, на которые в дальнейшем отвечал оператор.

В 1969 году произошло революционное событие в промышленной сфере – под руководством Б.Н.Сурнина началась разработка робота “Универсал-50”, который считается первым советским промышленным роботом. Уже через 2 года, в 1971, были выпущены роботы “УМ-1” (под руководством П.Н.Белянина и Б.Ш.Розина) и “УПК-1” (под руководством В.И.Аксенова), которые были оснащены системами программного управления и производили операции механообработки, холодной штамповки и т.д.

Стоит отметить, что в 1980 году в СССР было более 6000 промышленных роботов. Считается, что они составляли более 20% от всего числа таких роботов в мире. Это свидетельствовало о выдающемся развитии робототехники в стране.

P.S Обзор получился достаточно кратким. Ставьте 🔥 и мы расскажем вам подробнее, к примеру, о развитии промышленной робототехники в Советском Союзе.

CSI

💥Boardwalk Robotics представили своего первого коммерческого робота-гуманоида Alex.

🤖Робот в данной конфигурации имеет только верхнюю часть туловища, которая состоит из торса, головы и двух рук. По заявлению компанию, инженеры отложили добавление ног и были сосредоточены на разработке манипуляторов с 19 степенями свободы.

▪️Скорость вращения суставов – до 9 радиан в секунду.
▪️Возможный угол поворота запястий – около 300 градусов.
▪️Грузоподъемность – 10кг

✅Ожидается, что основными сферами его деятельности станут обслуживание оборудования, логистика и производство.

История советской промышленной робототехники.

В 1925г. на XIV съезде ВКП(б) советское руководство провозгласило одну из передовых задач нового государства – его превращение из аграрной державы в индустриальную. СССР всеми силами пытался нарастить объем и качество производства, дабы сократить свое отставание от западных стран в технологическом плане. Сфера требовала новшеств и особую роль здесь сыграло внедрение автоматизации в промышленность.

Все началось в 1940 году. Тогда, под руководством Л.Н.Кошкина на Ульяновском машиностроительном заводе были запущены роторные станки-автоматы для обработки резанием и сборки элементов патронов, что стало значимым шагом к внедрению автоматизации в производство.

Важным событием для развития промышленной робототехники стала разработка отечественной элетронно-вычислительной машины (ЭВМ), которая была разработана Сергеем Лебедевым в конце 1940-х. Главными задачами ЭВМ станут автоматическая обработка данных, проведение различных вычислений и автоматизированное управление.

В 1969 году произошло революционное событие в промышленной сфере – под руководством Б.Н.Сурнина началась разработка робота “Универсал-50”, который считается первым советским промышленным роботом. Уже через 2 года, в 1971, были выпущены роботы “УМ-1” (под руководством П.Н.Белянина и Б.Ш.Розина) и “УПК-1” (под руководством В.И.Аксенова), которые были оснащены системами программного управления и производили операции механообработки, холодной штамповки и т.д. К концу 1970-х СССР удалось создать целый спектр промышленных роботов – “ТУР-10”, “Бриг-10”, “Универсал” и др.

Среди них стоит выделить пневматического промышленного робота “Бриг-10”, который имел 5 степеней свободы и цикловой тип управления, позволяющий ему запоминать до 28 последовательных действий. Грузоподъемность робота составляла около 10кг.

В 1980 году в СССР появился первый пневматический промышленный робот с позиционным управлением и техническим зрением “МП-8”, разработанный в Ленинградском политехническом институте.

Одним из наиболее значимых достижений в советской промышленной робототехнике стало создание универсального робота “ТУР-10К”. Устройство имело 5 степеней подвижности, контурную систему управления с микропроцессором и фотоэлектрическими датчиками. “ТУР-10К" преимущественно использовался с целью автоматизация сварочных и сборочных работ, обслуживания оборудования. Важно отметить, что телевизионное изображение объекта сравнивалось с его цифровой кодограммой в ЭВМ, что позволяло роботу идентифицировать предмет.

В это же время в МГТУ им.Баумана был разработан промышленный робот “УМ-5” с компенсацией статических нагрузок. Он имел 6 степеней свободы и был выполнен по антропоморфной схеме. Номинальная грузоподъемность составила 5кг.

Считается, что к концу своего существования СССР занимал лидирующие позиции по количеству промышленных роботов, уступая лишь Японии и соперничая с США и ФРГ.

История советской робототехники

CSI

Подборка "История робототехники" на нашем канале:

▪️История создания первого промышленного робота.
▪️Unimate: как устроен первый промышленный робот?
▪️Японское робототехническое чудо: как страна стала мировым центром робототехники?
▪️История советской робототехники.
▪️История советской промышленной робототехники.
▪️Робототехника: что нас ждёт в будущем? (4 части)
▪️История развития искусственного интеллекта.

Приятного чтения!

💥Робот PIPE-i поможет в проведении опасных инспекционных работ в водопропускных трубах и не только.

📌Ливневые водопропускные трубы являются важнейшими компонентами городской инфраструктуры, однако они часто опасны и представляют значительные риски, такие как разрушение бетонных потолков, затопленные препятствия и большое скопление токсичных газов.

🤖Новозеландская инжиниринговая команда Beca представила PIPE-i — инновационное роботизированное решение, предназначенное для безопасного и эффективного перемещения и осмотра опасных сред.

▪️Корпус робота был разработан из поликарбоната и углеродного волокна и был напечатан на 3D-принтере, сочетая прочность и легкость.
▪️Робот оснащен 6 колесами с индивидуальными подвесками, что обеспечивает высокую маневренность на неровной местности.
▪️Светодиодные панели на 850 люмен обеспечивают безопасное движение робота в темных и узких пространствах.
▪️Использование Lidar предоставило возможность детального пространственного восприятия среды и навигации.
▪️Робот имеет камеру на 360°.
▪️PIPE-i посредством использования бортовых сканеров способен создавать 3D-модель исследуемого пространства, помогая инженерам анализировать состояние инфраструктуры.   

🦾Сейчас PIPE-i работает на радиоуправлении, предоставляя оператору онлайн-трансляцию местности, однако в данный момент команда из Beca работает над внедрением в систему робота алгоритмов ИИ для автоматизации работы, что обещает расширить спектр его возможностей.

✅PIPE-i может обеспечить значительный прогресс в области инспекции инфраструктуры, повысив не только безопасность проведения работ, но и точность и эффективность.

Больше информации на нашем сайте: csifuture.com/pipe-irobot

🍂Команда CSI поздравляет всех учащихся и учащих с началом нового учебного года!

💥Пусть радостное настроение и воодушевление первого учебного дня сопровождают вас в течение всего года. Мы искренне желаем вам успехов во всем, ярких событий, добра и терпения.