Роботтардың құрылымы мен түрлері: Машиналардың анатомиясы

1. Робот неден тұрады? (Негізгі компоненттер)

Роботтар әртүрлі пішінде және мөлшерде болғанымен, олардың көпшілігі физикалық әлеммен өзара әрекеттесуге арналған ұқсас негізгі «анатомияға» ие:

• Контроллер («Ми»): Бұл бағдарламаны сақтайтын және барлық есептеулерді орындайтын борттық компьютер. Ол сенсорлардан деректерді алады және атқарушы механизмдерге пәрмендер береді. Заманауи роботтарда — бұл ЖИ жұмыс істейтін орын.
• Сенсорлар («Сезім мүшелері»): Қоршаған әлем немесе роботтың өзі туралы ақпарат жинайтын құрылғылар. (Біз оларды келесі тақырыпта толығырақ қарастырамыз).
• Атқарушы механизмдер (Актуаторлар): Бұл — роботтың «бұлшықеттері». Көбінесе бұл электр энергиясын қозғалысқа айналдыратын электр қозғалтқыштары (моторлар). Олар дөңгелектерді айналдырады, «буындарды» бүгеді және қармауыштарды қозғалтады.
• Манипулятор («Қол»): Бұл роботтың нысандармен өзара әрекеттесуіне арналған «аяқ-қолы». Ол бірнеше буыннан және «буындардан» тұрады (иық, шынтақ және білекке ұқсас).
• Жұмысшы орган (Эффектор): Манипулятордың ұшындағы «қолдың ұшы». Бұл нақты тапсырманы орындайтын ауыстырылатын құрал. Ол мынадай болуы мүмкін:
  • Қармауыш (гриппер): Заттарды ұстау үшін.
  • Дәнекерлеу аппараты: Дәнекерлеу үшін.
  • Бояу бүріккіш: Бояу үшін.
  • Скальпель: Медициналық роботтарда.
• Қозғалыс жүйесі (Локомоция): Роботтың кеңістікте қозғалуына мүмкіндік беретін «аяқтары».

2. Роботтардың мақсатына қарай түрлері (Олар қайда жұмыс істейді?)

Роботтарды жіктеудің ең оңай жолы — олардың жұмысына қарай. Жалпы оларды екі үлкен топқа бөледі:

A. Өнеркәсіптік роботтар (Industrial Robots) Бұл — зауыттарда жұмыс істеуге арналған «жұмыс аттары». Олар әдетте стационарлық, өте күшті, жылдам және дәл. Көбінесе бұл үлкен «қолдар».

• Мысалдар: Автокөлік зауыттарындағы дәнекерлеуші роботтар, конвейерлердегі жинаушылар, бояуға арналған роботтар.

Б. Қызмет көрсетуші роботтар (Service Robots) Бұл — тауар өндірмей, адамдарға тікелей көмектесетін роботтар. Олар «адам» ортасында жұмыс істейді және қауіпсіз әрі (көбінесе) мобильді болуы керек. Олар былай бөлінеді:

• Кәсіби: Бизнесте немесе мемлекеттік қызметтерде қолданылады.
  • Мысалдар: «da Vinci» робот-хирургы, робот-сапер, робот-курьер, банктегі робот-кеңесші.
• Жеке (Тұрмыстық): Үйде жеке қажеттіліктер үшін қолданылады.
  • Мысалдар: Робот-шаңсорғыш, робот-газон шапқыш, қарт адамдарға арналған робот-көмекші.

3. Роботтардың құрылымына қарай түрлері (Олар қалай көрінеді?)

Жіктеудің тағы бір тәсілі — олардың құрылымы мен қозғалу тәсіліне қарай.

Гуманоид: Адам денесінің құрылымына ие (екі қол, екі аяқ, бас), бірақ міндетті түрде адамға ұқсамайтын робот (Boston Dynamics компаниясының Atlas роботы).

Стационарлық роботтар (Манипуляторлар): Олар бір орынға бекітілген. Олардың міндеті — жүру емес, өздерінің жұмыс аймағындағы нысандарды басқару. Өнеркәсіптік роботтардың көпшілігі осы түрге жатады.

Мобильді роботтар (Платформалар): Олардың басты міндеті — қозғалу.

Дөңгелекті: Тегіс жерде қозғалудың ең жылдам және тиімді тәсілі (робот-шаңсорғыштар, курьерлер, қойма роботтары).

Шынжыр табанды: Тегіс емес және күрделі жерлерге арналған (әскери роботтар, ТЖ арналған роботтар, марсоходтар).

Адымдайтын (Аяқтар): Ең күрделі, бірақ ең өтімді, жануарларды көшіретін (бионика) түр. Баспалдақтар, тастар, үйінділер арқылы жүре алады (Boston Dynamics роботтары).

Ұшатын (Дрондар/ҰҰА): Әуеден бақылау, жеткізу, аэрофототүсірілім үшін.

Жүзетін (Су асты/Су үсті): Мұхитты зерттеу, құбырларды тексеру, әскери міндеттер үшін.

Андроидтар мен Гуманоидтар: Тек қолдары мен аяқтары бар ғана емес, сонымен қатар адам бейнесі мен ұқсастығы бойынша арнайы жасалған роботтар.

Андроид: Адамға барынша ұқсайтын робот, соның ішінде жасанды терісі бар (гиноид София).