Инженер-робототехник: описание профессии

Обучение на робототехника

В первую очередь данная профессия, конечно, подразумевает наличие высшего образования по таким специальностям, как «мехатроника и робототехника», «компьютеризированные системы управления в робототехнике» или «система управления и автоматика». Но помните, что конкуренция в современном мире очень велика, и вам придется постоянно повышать свою квалификацию на разных курсах и при любой возможности для того, чтобы всегда быть на шаг впереди своих конкурентов. Но, правда, и уровень образования в России очень высок. Не зря все мировые олимпиады по программированию и робототехнике уже много лет подряд выигрывают наши соотечественники. А такая победа может быть очень высоким трамплином в карьере.

Перспективная профессия инженер-робототехник

Прежде, чем раскрыть перспективы работы инженера-робототехника, приведем вам небольшую статистику.

Агентство IDC прогнозирует, что через три года мировой рынок роботов дойдет до колоссального объема — 230,2 млрд. долларов. В то же время аналитический центр Research and Markets отмечает, что в этот рынок будет инвестировано до 226 млрд. долларов.

Все больше компаний становятся открытыми к передовым технологиям: они будут внедрять их в свой бизнес и привлекать для этого новых специалистов.

И так, какие же направления будут самыми перспективными? Будущее робототехники за логистикой и медициной. Именно эти сферы являются наиболее простыми, позволяющими окупить инвестиции в автоматизацию операционного процесса. По прогнозам IDC, к 2020 году продажи промышленных роботов будут составлять 70% от суммарной стоимости проданной роботизированной техники.

Скорее всего, уже к концу 2018 года мы будем наблюдать примеры разных автономных систем в разнообразных областях логистики. Предполагается, что AGV (Autonomous Guided Vehicle) будут применять не только в складских помещениях, но и в службах доставки и супермаркетах. А когда развитие дронов достигнет высокого уровня, AGV будут использоваться для межрегиональных перевозок.

Сейчас многие говорят о массовой роботизации в сфере медицины. По словам Бернарда Тайсона, главного исполнительного директора Kaiser Permanente, скоро ни один доктор не будет осматривать и лечить пациентов без применения искусственного интеллекта (ИИ).

Главной задачей для робототехников в будущем станет разработка ИИ для диагностики, сбора анамнеза, прогнозирования и лечения пациентов. Кроме того, понадобятся специалисты для создания роботов, способных проводить хирургические операции. В целом, это поможет сократить врачебные ошибки и время на терапию.

По прогнозам IDC, к 2020 году от облачного программного обеспечения будет зависеть как минимум 60% роботов. Ведь выполнение даже простой задачи требует огромной вычислительной мощности. В ближайшие годы «интернет для роботов» станет перспективным направлением робототехники. Уже сейчас есть десятки компаний и стартапов, готовых решить данный вопрос.

Еще одно интересное направление – создание контента при помощи ИИ. Компании CBS, USA Today и Hearst уже внедрили такую технологию. В чем же ее суть? Wibbitz разработала специальную платформу, благодаря которой тексты превращаются в привлекательные видео для соцсетей и сайтов всего за несколько минут. Так что и в этой сфере без специалистов не обойтись.

Однако в будущем инженеров робототехников ждут новые вызовы. К вашему вниманию ТОП-5 проблем, которые ожидают специалистов в будущем:

•  Переход от обычных двигателей и шестеренок к искусственным мышцам и мягкой робототехнике. Все это требует поиска новых подходов, которые состоят из микро- и макромасштабных техник соединения многофункциональных материалов.
• Разработка биогибридных роботов, которые будут включать живые клетки для самовосстановления.
• Проблема сокращения потребления электричества роботами и поиск новых источников энергии.
• Разработка нейрокомпьютерного интерфейса.
• Образование систем, которые смогут приспосабливаться, обучаться, возобновляться после сбоев в навигации и делать новые открытия.

СЭС (SES Scientific Educational Systems), Израиль

Эксклюзивный представитель ООО «Твои образовательные решения» (Россия)

SES – это производитель учебного оборудования из Израиля с многолетним опытом работы на рынке образования. Компания специализируется на цифровых лабораториях и робототехнике. Все робототехнические наборы SES совместимы с датчиками цифровой лаборатории PROLog, которые можно приобрести дополнительно или использовать уже имеющиеся в школе.

Базовый робототехнический набор SENSE TPS-3739 выполнен с использованием конструктивных элементов Fischertechnik. Позволяет собирать современные системы программируемых механизмов и роботов, использующих контроллеры управления ROBO-206 (программируются с использованием блочного редактора RobocklySense). В состав набора входят: программируемый контроллер, конструктивные элементы, шестерни, валы, электродвигатели, датчики касания, света, светодиоды, комплект шасси, комплект проводов и другие элементы, всего более 500 штук. В комплекте также поставляются методические пособия для педагога для обучения на базовом и продвинутом уровнях.

Робототехнический набор SENSE-MAKE позволяет конструировать современные программируемые робототехнические системы, используя управляющие блоки, исполнительные механизмы и датчики. В состав набора входят: программируемый контроллер, электродвигатели, блоки серводвигателей, фототранзистор, светодиоды, устройство звуковой сигнализации, комплект шасси и проводов, аккумулятор. Также как и в предыдущем наборе, поставщик предоставляет подробные методические материалы для педагогов и тренеров. 

Наборы для обучения программированию на языках Си, Arduino, Python дополнительно включают модули для программирования на языке Си, адаптерный модуль для интеграции с Arduino, модуль Wi-Fi, модуль захвата объектов, генератор инфракрасного сигнала и приемник. Блочный редактор RobocklySense позволяет транслировать программы, созданные в блочном варианте на языки Python, JavaScript, XML. Все наборы сопровождаются методическими пособиями с готовыми сценариями уроков.

Профессия робототехника: плюсы и минусы

Как и в любой профессии, специалистов в области робототехники ждут не только насыщенные открытиями будни, но и сложности, с которыми придётся справляться. Так какие же плюсы и минусы таит в себе профессия конструктора роботов и близкие ей?

Плюсы робототехники

• высокая востребованность специалистов;
• возможность много зарабатывать;
• интересные нестандартные задачи;
• широкий выбор мест работы;
• стабильное развитие в будущем.

Минусы робототехники

• трудности трудоустройства в России;
• малое количество специализированных вузов;
• слабый уровень образования;
• высокий конкурс при поступлении.

Всё это не повод не становиться профессионалом в сфере робототехники. В этой области, как и во многих других, придётся учиться всю жизнь и постоянно узнавать что-то новое.

А если нужна помощь в обучении, смело обращайтесь в наш студенческий сервис. Мы можем с написанием школьных и студенческих работ любой сложности.

Кто такой разработчик киберпротезов

Это человек, который разрабатывает протезы конечностей и органы, совместимые с живыми тканями. Он работает на стыке медицины, нейрофизиологии, инженерии и программирования. Разрабатывает протезы вместе с дизайнерами, инженерами-робототехниками и пилотами-тестировщиками.

Разработчик киберпротезов — профессия будущего

По словам основателя компании «Моторика» Ильи Чеха, миллионы людей в мире живут без рук и только 20% из них пользуются протезами. Разработчики киберпротезов создают искусственные руки, которые по возможностям почти не уступают настоящим. Человек с протезом может взять даже мелкие предметы, например, чайную ложку.

Посмотрите, как живет человек с киберпротезом

С чего начать

Если родители видят в сыне или дочери интерес к механическим устройствам и понимают перспективность робототехники, но не знают с чего начать обучение, они могут записать ребенка в соответствующий кружок.

В ранней юности (8-9 классы) кружок уже не так важен, следует приложить усилия к изучению математики, информатики, физики, сосредоточиться на программировании, выйти за рамки школьной программы по этим предметам.

Хорошо, если будущий специалист ознакомится с линейной алгеброй, комплексным исчислением, теорией вероятности

В этом случае он будет иметь представление, для чего стоит уделять этим дисциплинам особое внимание в университете

Роботизированные конструкторы

Развивающий конструктор следует подбирать в соответствии с возрастом ребенка, его предпочтениями и финансовыми возможностями.

Существуют конструкторы, с помощью которых можно собрать роботов, функционирующих на солнечной энергии. Такой набор поможет ребенку ознакомиться с механикой и получить представление об источниках энергии.

Высока популярность конструкторов LEGO Education, наборы этого производителя занимательны как для детсадовцев, так и для студентов. Детали LEGO интересны, легко собираются, для ребенка важна и красочность фигурок этого конструктора.

Версия Lego Mindstorms EV3 имеет двойное назначение:

• для детей и любителей (версия Home);
• для учащихся и учителей (версия Education).

Из деталей этой серии знаменитого датского производителя конструкторов ребенок может не только собрать роботов, но и помощью несложного программирования оживить свои творения.

Лего-роботы будут двигаться, преодолевать препятствия, реагировать на внешние раздражители и выполнять множество других задач, которые поставит перед ними пользователь.

Наряду с Lego Mindstorms освоить азы робоконструирования и программирования помогут конструкторы Meccanо, детали которого напоминают старый добрый советский металлический конструктор, однако, изготовлены они, в большинстве своем, из цветного пластика.

Серия этого бренда представлена роботизированными животными: пауком, который способен патрулировать местность, обходить препятствия, следовать заданному маршруту, «плеваться» паутиной, и робо-динозавром, который может утвердительно или отрицательно отвечать на вопросы, передвигаться и издавать грозный «рык».

Кроме того, производитель выпускает версию конструктора, из деталей которого можно собрать робота Мекканойда ростом с первоклассника (122 см), а также его уменьшенную копию (61 см). Робот способен гулять с хозяином, держась за руку, танцевать, показывать элементы Кунг-Фу, шутить, делать зарядку, повторять движения  и многое другое.

Что интересно, характер робота формируется в соответствии с поведением пользователя. Программное обеспечение, предназначенное для робота, имеет русскоязычную версию, поэтому Мекканойд может говорить на русском языке.

Основы электроники

С основами электроники дети могут ознакомиться еще в первом классе. В этом может помочь конструктор для младшего возраста «Знаток». Результатом его освоения станет умение ребенка собирать несложные электронные схемы, такие как светодиодный фонарик, радио, охранная сигнализация и др.

Пользуются любовью среди школьников конструкторы на основе Arduino Uno серии «Матрешка». Эти обучающие наборы предназначены для детей от 14 лет. Помимо комплектующих, они оснащены отличными уроками по созданию электронных устройств.

Базовое программирование

Программирование является важнейшим навыком для инженера-робототехника. Изучать программирование, как и любую дисциплину, полагается от простого к сложному. Так, софт для Lego Mindstorms имеет интуитивно понятный интерфейс и красочную оболочку.

Пониманию базового программирования может помочь изучение языков Scratch, Blockly. Манипуляции с их интерфейсом дети воспринимают как занятную игру. Цветные блоки перемещают на компьютере или планшете в нужном порядке, тем самым устройству ставятся разные задачи.

Изучение этих языков дает возможность ребенку подняться на другую ступень сложности в программировании – созданию текстовых редакторов.

Что потребуется изучить

Робототехника современного уровня требует знаний по механике, программированию, электротехнике и автоматическому управлению.

Важно вовремя объяснить школьнику, мечтающему о специальности робототехник, что нужно знать и к чему нужно стремиться для продвижения к своей мечте. Прежде всего, нужно хорошо освоить школьную программу по физике и математике

Создать действующего робота можно, только зная физику движения, понимая основы работы механизмов и электрических двигателей.

Кроме того, нужно изучить информатику, программирование, проектирование, компьютерные науки, информационные системы.

Области применения робототехники

Применяются роботы самых различных сферах, но основными являются следующие:

• Промышленность: промышленные роботы;
• Исследовательская деятельность: роботы-ученые, исследователи;
• Боевые роботы: безпилотники, роботы-саперы, охрана и безопасность;
• Нанотехнологии: микро- и нано-роботы в исследовательских и медицинских целях;
• Домашние технологии: бытовые роботы, пылесосы, мойщики окон и персональные.

В сфере промышленности роботы позволяют выполнять большой объем работ с высокой скоростью и точностью. Они позволяют решать такие задачи, с которыми невозможно справиться человеческими силами.

Очень многие места нашей планеты и за ее пределами не исследованы по той причине, что делать это человеку невозможно. Например, о том, что творится в океанных глубинах и в космосе мы знаем благодаря роботам-исследователям.

Рост инновационных технологий позволяет оптимистически смотреть в будущее. Робототехника стремительно развивается, открывая человечеству новые возможности.

Основные компоненты робототехники

Корпус большинства роботов состоит из отдельных подвижных и неподвижных частей. Вот основные из них:

Внутренний контроллер. Каждый робот оснащен контроллером — компьютерной операционной системой. Контроллер — это мозг любого робота. Он содержит всю необходимую информацию для выполнения задач и указаний.

Источник энергии. Роботам необходим источник энергии. Одни работают от батарей. Другие оснащены фотоэлементами, которые преобразуют солнечный свет в энергию. Механические роботы заводятся с помощью пружинного механизма.

Дистанционное управление. Роботы, которые работают на других планетах, такие как марсоход, оборудованы внутренними контроллерами, но ими также можно управлять с Земли.

Сенсоры света и звука. С их помощью робот может распознавать свет, исходящий от объектов, определять звуковые волны. Эта функция помогает либо обходить различные предметы, либо идти к ним навстречу. Также в корпус робота может быть встроено устройство распознавания голоса, с помощью которого человек отдает машине устные приказы.

Датчики давления. Некоторые роботы оборудованы датчиками давления, которые имитируют осязание. У этих сенсоров два назначения: они сообщают роботу о том, что он ударился о какой-нибудь предмет и должен сменить направление движения, а также позволяют правильно захватить и поднять объект.

Приводы — это «мышцы» роботов. В настоящее время самыми популярными двигателями в приводах являются электрические, но применяются и другие, использующие химические вещества или сжатый воздух. Перечислим все основные варианты приводов для робототехники: 

• Двигатели постоянного тока: В настоящий момент большинство роботов используют электродвигатели, которые могут быть нескольких видов.
• Шаговые электродвигатели: Как можно предположить из названия, шаговые электродвигатели не вращаются свободно, подобно двигателям постоянного тока. Они поворачиваются пошагово на определенный угол под управлением контроллера. Это позволяет обойтись без датчика положения, так как контроллеру точно известно, на сколько был сделан поворот. В связи с этим они часто используются в приводах многих роботов и станках с ЧПУ.
• Пьезодвигатели: Современной альтернативой двигателям постоянного тока являются пьезодвигатели, также известные как ультразвуковые двигатели. Принцип их работы совершенно отличается: крошечные пьезоэлектрические ножки, вибрирующие с частотой более 1000 раз в секунду, заставляют мотор двигаться по окружности или прямой. Преимуществами подобных двигателей являются высокое нанометрическое разрешение, скорость и мощность, несоизмеримая с их размерами. Пьезодвигатели уже доступны на коммерческой основе и также применяются на некоторых роботах.
• Воздушные мышцы: Воздушные мышцы — простое, но мощное устройство для обеспечения силы тяги. При накачивании сжатым воздухом, мышцы способны сокращаться до 40 % от своей длины. Причиной такого поведения является плетение, видимое с внешней стороны, которое заставляет мышцы быть или длинными и тонкими, или короткими и толстыми. Так как способ их работы схож с биологическими мышцами, их можно использовать для производства роботов с мышцами и скелетом, аналогичными мышцам и скелету животных.
• Электроактивные полимеры: Электроактивные полимеры — это вид пластмасс, который изменяет форму в ответ на электрическую стимуляцию. Они могут быть сконструированы таким образом, что могут гнуться, растягиваться или сокращаться. Однако, в настоящее время нет ЭАП, пригодных для производства коммерческих роботов, так как все неэффективны или непрочны.
• Эластичные нанотрубки: Это многообещающая экспериментальная технология, находящаяся на ранней стадии разработки. Отсутствие дефектов в нанотрубках позволяет этому волокну эластично деформироваться на несколько процентов. Человеческий бицепс может быть заменен проводом из такого материала диаметром 8 мм. Такие компактные «мышцы» могут помочь роботам в будущем обгонять и перепрыгивать человека.

Я имею право на отдых

Вы увлечены работой? Вы работаете быстро и со вкусом? Вы ответственны? Прекрасные качества! Ваш начальник или заказчик непременно оценит это и… нагрузит вас по максимуму.

В какой-то момент вы почувствуете, что в баке закончился бензин, и начнете снижать скорость. Либо вообще остановитесь. И, поверьте, никто вас толкать не будет. Вокруг достаточно желающих впрячься в вашу телегу. А вот вам потребуется отдых. И, возможно, выход из затяжной депрессии, которая обычно сопровождает хроническое переутомление.

Что делать?

Учиться тормозить вовремя. А лучше – планировать свой день, оставляя в нем, пусть небольшие, но приятные «карманы» для отдыха. Кофе или чай, музыка в наушниках, несколько минут с закрытыми глазами, а если это возможно – небольшая прогулка в обеденный перерыв… Усталость снимет, и мир вокруг станет намного добрее. Работа в таком настроении значительно продуктивнее.

Определимся с терминологией: кто такие роботы

Не стоит путать роботов с компьютерными программами. Например, искусственный интеллект сам по себе — ещё не робот. Умных голосовых ботов, которые отвечают на сервисные звонки человеческим голосом и сами занимаются холодными обзвонами, тоже называют роботами, но по сути это не совсем верно.

Роботы имеют материальную оболочку и физически взаимодействуют с окружающим миром, выполняя в нём определённые задачи. Международный стандарт ISO 8373:2012 «Роботы и роботизированные устройства» определяет робота как приводной механизм, программируемый по двум и более осям, который имеет некоторую степень автономности, движется внутри своей рабочей среды и выполняет предназначенные ему задачи.

В образовании даже цифровых помощников с простейшими социальными функциями (то есть тех, которые общаются с учащимися), имеет смысл делать «физическими», а не виртуальными, просто потому, что тогда взаимодействовать с ними интереснее. Учёные, проводившие эксперимент с нидерландскими пятиклашками, подтвердили, что роботы привлекают куда больше внимания детей, чем виртуальные помощники.

И это касается не только детей. Например, в Университете Санкт-Галлена в Швейцарии есть робот Лекси — это, по большому счёту, обычный чат-бот, который выполняет простые задачи. Например, Лекси можно попросить поискать что-нибудь в интернете. Конечно, это способен сделать и голосовой помощник в смартфоне, но у «физического» робота спрашивать интереснее. Такие машины внешне не всегда похожи на людей. Они могут выглядеть, например, как снеговики или мягкие игрушки.

Исследователи выделяют три качества социальных роботов, отличающих их от виртуальных агентов:

Я ценю результаты своего труда

Вы нашли заказчика. Или вам поручили решение какой-то интересной задачи, в которой вы хорошо разбираетесь. И задают вполне резонный вопрос: «Сколько это стоит?».

Я знаю множество людей, которые пугаются этого вопроса так, как будто их попросили продемонстрировать личного скелета в шкафу. Почему? Да потому что большинство из нас склонно сомневаться в собственной компетентности. К сожалению, чаще это происходит именно с теми, кто действительно является спецом.

Что делать?

Никогда не должно быть стыдно оценить себя по достоинству. То есть назвать именно ту сумму, которой вы заслуживаете. Как это сделать? Изучить рынок и предложения от специалистов вашего уровня (ведь в глубине души вы его все равно знаете) и сложить цену.Если в вас заинтересованы, никто никуда убегать не будет. Просто заказчик либо согласится на ваши условия, либо предложит более приемлемую для себя сумму. И тогда решение будете принимать вы.

Примеры из жизни

Технологии и системы, созданные при помощи робототехники — не редкость в современной жизни. Их можно встретить в любых сферах.

Зная о понятии и функциях дисциплин, несложно понять, что к ним относят:

• станкостроение;
• изготовление роботов;
• промышленное автомобилестроение;
• оргтехника (копировальные, факсимильные аппараты);
• космическая, военная, авиационная техника;
• тренажеры для подготовки водителей, пилотов, операторов;
• медицина (клиническое, реабилитационное оборудование);
• микромашины, используемые в средствах связи, мобильной технике, медицинском оборудовании;
• контрольно-измерительные устройства.

Классификация мобильной робототехники по типу перемещения

Современные роботы, созданные на базе самых последних достижений науки и техники, применяются во всех сферах человеческой деятельности. Внешний вид и конструкция современных роботов могут быть весьма разнообразными.

Робототехника может перемещаться по любой поверхности, в воде и в воздухе. Так, по типу передвижения роботы бывают:

• Колесные и гусеничные (наиболее распространенный вид роботов);
• Шагающие;
• Летающие — автопилоты и беспилотные летательные аппараты;
• Ползающие — передвигаются по принципу змей и червей и применяются для поиска людей под обломками рухнувших зданий;
• Плавающие — перемещаются в воде, подражая движениям рыб, и тем самым становятся бесшумными и очень маневренными;
• Передвигающиеся по вертикальным поверхностям — действуют по принципу человека, взбираясь на стену с помощью выступов, или же с помощью специальных присосок.

Лидерами в производстве роботов на данный момент являются компании FANUC (Япония), KUKA (Германия) и ABB (Швеция, Швейцария).

Примеры из жизни

Технологии и системы, созданные при помощи робототехники — не редкость в современной жизни. Их можно встретить в любых сферах.

Зная о понятии и функциях дисциплин, несложно понять, что к ним относят:

• станкостроение;
• изготовление роботов;
• промышленное автомобилестроение;
• оргтехника (копировальные, факсимильные аппараты);
• космическая, военная, авиационная техника;
• тренажеры для подготовки водителей, пилотов, операторов;
• медицина (клиническое, реабилитационное оборудование);
• микромашины, используемые в средствах связи, мобильной технике, медицинском оборудовании;
• контрольно-измерительные устройства.

Особенности профессии

Робототехника (роботехника) – это прикладная научная отрасль, посвященная созданию роботов и автоматизированных технических систем. Такие системы также называют робототехническими системами (РТС). Ещё одно название – роботостроение. Так называют процесс создания роботов, по аналогии с машиностроением. Роботы особенно нужны там, где человеку работать слишком тяжело или опасно, и там, где каждое действие должно выполняться с нечеловеческой точностью. Например, робот может взять пробы грунта на Марсе, обезвредить взрывное устройство или провести точную сборку прибора.

Конечно, для каждого вида работы нужен специальный робот. Роботов-универсалов пока не существует. Всю робототехнику можно разделить на промышленную, строительную, авиационную, космическую, подводную, военную. Кроме этого существуют роботы-помощники, роботы для игр и т.д.

Робот может работать по заранее разработанной программе либо под управлением оператора. Роботов с самостоятельным мышлением и мотивацией, со своим эмоциональным миром и мировоззрением пока тоже нет. Оно и к лучшему.

Робототехника находится в родстве с мехатроникой.

Мехатроника – это дисциплина, посвящённая созданию и эксплуатации машин и систем с программным управлением. Часто мехатроникой называют электромеханику и наоборот.

К мехатронике относятся заводские станки с программным управлением, беспилотные транспортные средства, современная офисная техника и пр. Иными словами, приборы и системы, предназначенные для выполнения какой-то конкретной задачи. Например, задача офисного принтера – печать документов.

А что такое робот по своей сути?

Как видно из самого названия, робот изначально представлялся как подобие человека. Но прагматизм берёт верх. И чаще всего роботу отводится роль технического приспособления, для которого внешность не имеет большого значения. По крайней мере, промышленные роботы на людей совсем не похожи.

Однако у роботов есть признак, который объединяет их со всеми живыми существами – движение. И способ движения порой довольно чётко копирует то, что встречается в природе. Например, робот может летать, подобно стрекозе, бегать по стене, словно ящерица, ходить по земле, словно человек и пр.

(См. ролик внизу страницы.)

С другой стороны, некоторые роботы специально рассчитаны на душевный отклик людей. Например, роботы-собаки скрашивают жизнь людям, у которых нет времени на настоящую собаку. А плюшевые «младенцы» облегчают депрессию.

Не за горами то время, когда среди прочей бытовой техники у нас появятся роботы, помогающие по хозяйству. Лично я предпочла бы слугу в виде улыбчивого пластикового кокона на колёсах. Но кому-то наверняка захочется, чтобы их роботы-мажордомы были как настоящие люди. В этом направлении уже сделаны потрясающие успехи.

Создание робота –  это то, чем занимается робототехник. Точнее, инженер-робототехник. Он исходит из того, какие задачи робот будет решать, продумывает механику, электронную часть, программирует его действия. Такая работа – не для одиночки-изобретателя, инженеры-робототехники работают в команде.

Но робота нужно не только изобрести и разработать. Его нужно обслуживать: управлять работой, следить за «самочувствием» и ремонтировать. Этим также занимается робототехник, но специализирующийся на обслуживании.

В основе современной робототехники находятся механика, электроника и программирование. Но, как подсказывают фантасты, со временем для изготовления роботов будут широко использовать био- и нанотехнологи. В результате получится киборг, т.е. кибернетический организм – что-то среднее между живым человеком и роботом. Чтобы не слишком радоваться по этому поводу, можно посмотреть фильм «Терминатор», любую его часть.

Начало истории роботов

Слово «робот» придумал Карел Чапек в 1920 г. и использовал его в своей пьесе «R.U.R.» («Россумские Универсальные Роботы»). Позже, в 1941 г., Айзек Азимов использовал слово «робототехника» в научно-фантастическом рассказе «Лжец».

Но видимо, одним из первых робототехников в истории человечества можно считать арабского изобретателя Аль-Джазари, жившего в XII веке. Остались свидетельства, что он создал механических музыкантов, которые развлекали публику, играя на арфе, флейте и бубнах. Леонардо да Винчи, живший в XV–XVI веках, оставил после себя чертежи механического рыцаря, способного двигать руками и ногами, открывать забрало своего шлема.  Но эти выдающиеся изобретатели вряд ли могли представить, каких вершин достигнут технологии через несколько столетий.

Навыки молодых специалистов

ВУЗы обучают широкому спектру навыков. Освоив стандартную программу, молодые специалисты приступают к работе по специальности.

Успех в своем деле им гарантируют такие умения:

• проведение оценки актуальности и значимости проектов;
• контроль разработок на соответствие стандартам;
• создание программного обеспечения для управления приборами;
• разработка макетов модулей систем (информационных, электрогидравлических и других);
• составление патентных и лицензионных паспортов;
• сбор, изготовление и испытание агрегатов;
• модернизация и отладка мехатронных систем;
• описание и подготовка инструкций по эксплуатации приборов.

Пример устройства робота — элементы и конструкция

Каждый робот состоит из следующих базовых компонентов:

• Рама или тело робота;
• Блок управления;
• Манипуляторы;
• Ходовая часть.

Тело/рама: Тело, или рама, робота может иметь любую форму и размер. Изначально, тело/рама обеспечивает конструкцию робота. Большинство людей знакомы с человекоподобными роботами, используемыми для съемок кинофильмов, но в действительность большинство роботов не имеют ничего общего с человеческим обликом. (Робонафт НАСА, представленный в предыдущем разделе, является исключением)

Как правило, в проекте робота внимание уделяется функциональности, а не внешности.

Система управления: Система управления робота является эквивалентом центральной нервной системы человека. Она предназначена для координирования управления всеми элементами робота

Датчики реагируют на взаимодействие робота с внешней средой. Ответы датчиков отправляются в центральный процессор (ЦП). ЦП обрабатывает данные с помощью программного обеспечения и принимает решения на базе логики. То же самое происходит при вводе пользовательской команды.

Манипуляторы: Для выполнения задачи большинство роботов взаимодействует с внешней средой, а также окружающим миром. Иногда требуется перемещение объектов внешней среды без непосредственного участия со стороны операторов. Манипуляторы не являются элементом базовой конструкции робота, как его тело/рама или система управления, то есть робот может работать и без манипулятора. В настоящем учебном курсе акцент делается на тему манипуляторов, особенно блок 6.

Ходовая часть: Хотя некоторые роботы могут выполнять поставленные задачи, не изменяя свое местоположение, зачастую от роботов требуется способность перемещаться из одного места в другое. Для выполнения данной задачи роботу необходима ходовая часть. Ходовая часть представляет собой приводное средство перемещения. Роботы-гуманоиды оснащены ногами, тогда как ходовая часть практически всех остальных роботов реализована с помощью колес.

Робот может быть любых форм и размеров. Именно рама или тело робота является основой его конструкции и определяет внешний облик. Среднестатистический человек при слове «робот» представляет человекоподобное существо из металла. Этот образ навязан многочисленными фантастическими кинофильмами.

На самом же деле большинство роботов совершенно не похоже на человека. Главное для робота – это его функциональность, а не то, как он выглядит.

Контроль за работой робота осуществляется при помощи системы управления. Она включает в себя огромное количество датчиков, которые помогают технике взаимодействовать с внешним миром.

Система управления роботом предполагает целый набор алгоритмов, благодаря которым решаются те или иные задачи. В работе робота происходит постоянный обмен данными между датчиками и центральным процессором (ЦП). Алгоритмы и программное обеспечение создаются человеком.

Для физического контакта с объектами внешней среды используется манипулятор. Данный элемент не является обязательным. Как правило, манипулятор не является частью рамы/тела робота. Используется для решения конкретных задач в различных отраслях.

Ходовая часть робота также не является обязательной, и наличествует лишь у тех роботов, которым необходимо передвижение в пространстве. В качестве средств для перемещения чаще всего используются колеса.

Профессия робототехник: зарплата специалистов

Остался самый важный вопрос: какая зарплата у таких специалистов? И ответ не самый простой, ведь заработная плата может очень сильно различаться. Это зависит от разных факторов:

• уровня профессионализма;
• места работы;
• города и страны работы или заказчика;
• сложности проектов;
• наличия спонсоров и инвестиций, финансовой поддержки.

Молодым специалистам в научно-исследовательских институтах России могут предложить заработную плату от 15 000 до 30 000 рублей. В Москве и Санкт-Петербурге оплата со старта будет выше. А тем, кто хочет не только сделать научную карьеру, но и прилично зарабатывать, лучше рассмотреть работу в IT-компаниях, на стратегически важных военных объектах или в крупных коммерческих организациях. Там инженеры-изобретатели могут получать до 100 000 рублей.

Навыки молодых специалистов

ВУЗы обучают широкому спектру навыков. Освоив стандартную программу, молодые специалисты приступают к работе по специальности.

Успех в своем деле им гарантируют такие умения:

• проведение оценки актуальности и значимости проектов;
• контроль разработок на соответствие стандартам;
• создание программного обеспечения для управления приборами;
• разработка макетов модулей систем (информационных, электрогидравлических и других);
• составление патентных и лицензионных паспортов;
• сбор, изготовление и испытание агрегатов;
• модернизация и отладка мехатронных систем;
• описание и подготовка инструкций по эксплуатации приборов.