Эволюция машин: Теория эволюции. Как менялись фирменные «ноздри» автомобилей BMW :: Autonews

Содержание

Эволюция машин

10 июля 2013 года на авианосце военно-морских сил США прошли испытания летательного аппарата под кодовым наименованием Х-47В. Впервые автономному беспилотнику удалось приземлиться на палубу корабля без помощи человека. Это задача, которая до сих пор доверялась только лучшим и опытнейшим пилотам. Перед вылетом аппарата оператору X-47B нужно ввести только данные о маршруте и цели полета.

Остальное — взлет, полет, разведка, нахождение цели, стрельба и приземление — беспилотник выполняет самостоятельно. Для захода на посадку на авианосец Х-47В связывается с его бортовыми компьютерами, которые постоянно передают летательному аппарату данные о нахождении корабля и его скорости, а также направлении и силе ветра. Вместе с данными GPS и прочей информацией, которую предоставляют датчики беспилотника, алгоритм Х-47В рассчитывает оптимальный маршрут для захода на посадку.

«Мы не собираемся создавать монстра Франкенштейна» 

— профессор Вольфганг Вальстер

Разработка автономного военного беспилотника, которому дали прозвище Salty Dog 502 («Соленый пес 502»), длилась около восьми лет. Разумеется, его ракетный контейнер, который может принять вес в две тонны, пока остается пустым, ведь использовать беспилотник еще нельзя. В дальнейших тестах летательный аппарат должен подтвердить, что на авианосце он способен действовать безупречно наряду с пилотируемыми боевыми истребителями. После этого будет ясно, выдерживает ли ИИ конкуренцию с человеком или даже превосходит его.

Профессор Вольфганг Вальстер, Европейский исследовательский центр искусственного интеллекта (DFKI)

«В сфере отдельной сенсорики, то есть слуха, зрения, обоняния и осязания мы уже можем выстраивать искусственные системы, которые могут превосходить человеческое чувственное восприятие», — говорит научный руководитель Европейского исследовательского центра искусственного интеллекта (DFKI), профессор Вольфганг Вальстер. При имитировании логических мыслительных процессов машины также уже отчасти намного опередили человека.

«С одной только вычислительной мощностью и объемом памяти, которая сегодня находится в нашем распоряжении, человеческий мозг конкурировать не в состоянии», — поясняет Вальстер. Полем действия таких систем искусственного интеллекта является большой объем данных: они распознают образец в гигантских массивах, к чему не способен человеческий мозг.

Должно ли человечество задуматься о своем месте как господствующего вида, если уже сейчас машины демонстрируют лучшие сенсорные и когнитивные способности? На данный момент — нет. Ведь исследователям искусственного интеллекта еще предстоит преодолеть значительное препятствие: так называемый обыденный интеллект, то есть нашу способность принимать разумные решения несмотря на ненадежную, неполную или даже расплывчатую информацию.

«В этом наши системы искусственного интеллекта пока не сильны». На тот случай, что это препятствие рано или поздно может быть преодолено, Вальстер уточняет: «Цель исследований ИИ состоит не в том, чтобы полностью заменить человека. Мы не собираемся создавать монстра Франкенштейна». Напротив, предпринимаются попытки поддержать, усовершенствовать или дополнить человеческие способности.

Искусственный интеллект на полосе обгона

Грузовой автомобиль Mercedes Benz с искусственным интеллектом

Как может выглядеть такая поддержка со стороны искусственного интеллекта, было продемонстрировано в начале июля 2014 года в окрестностях города Магдебург: по перекрытому участку шоссе А14 вплотную к заполненным зрителями трибунам проезжает автоколонна из 15 транспортных средств. Позади движется полицейская машина с мигалкой и сиреной. Оклеенный черно-белой защитной пленкой тягач начинает уходить вправо, чтобы создать «коридор безопасности».

Однако человек за рулем держит руки вовсе не на руле. Откинувшись на спинку сиденья, он работает на планшете. Future Truck 2025, как окрестил свой прототип концерн Daimler, управляется системой Highway Pilot. Его ИИ объединяет в сеть все уже существующие системы безопасности грузового автомобиля и дополняет их камерами, радарными системами и возможностями коммуникации между транспортными средствами. Водитель должен вмешиваться только при обгоне — по юридическим основаниям, как это было указано при презентации на А14. Теоретически Highway Pilot уже в состоянии и обгон совершить самостоятельно.

Снаружи Future Truck 2025 выглядит как обычный грузовой автомобиль. Особенности скрыты у него внутри: в то время как водитель изучает меню кафе на следующей стоянке, искусственный интеллект ведет грузовой автомобиль по автобану.

Пока не хватает только того, чтобы бортовая система еще и обсуждала с водителем последние сплетни из жизни грузовиков. 8 июня, примерно за месяц до презентации Future Truck, разлетелась сенсационная новость: впервые компьютерной программе в виде виртуального собеседника Жени Густмана удалось пройти тест Тьюринга. Cоздатели чатбота — российский и украинский программисты Владимир Веселов и Евгений Демченко.

Чатбот Женя Густман прошел тест Тьюринга. Однако эксперты выражают сомнения. Специалист по искусственному интеллекту Рэй Курцвайль пишет, что чатбот не в состоянии поддерживать беседу и часто дословно повторяется.

Тест, названный в честь британского математика и пионера в области информатики Алана Тьюринга, считается стандартным для компьютеров тестом на уровень интеллекта. В 1950 году Тьюринг выдвинул гипотезу о том, что в 2000 году будут существовать машины, которые в ходе беседы смогут убедить 30% живых собеседников в том, что они разговаривают с человеком. Вопрос о том, могут ли машины на самом деле мыслить, Тьюринг считал второстепенным. Ему было достаточно того, что они хотя бы создают такое впечатление.

При проведении в этом году Премии Лебнера, варианта теста Тьюринга, чатботу Жене Густману удалось убедить 33% членов жюри в том, что он человек. Однако у специалистов по искусственному интеллекту сохраняется скептический настрой: «Здесь использовался трюк», — говорит профессор Вальстер.

«Густман должен имитировать подростка из Украины, который не владеет в совершенстве английским языком». По мнению Вальстера, это умаляет информативность теста: «Так можно сразу отправлять на тестирование имитацию глухонемого». Вальстер вообще считает тест Тьюринга недостаточно релевантным, чтобы с его помощью оценивать качество систем ИИ. «Хотя тест Тьюринга и представляет собой интересный эксперимент в сфере исследования мышления, он в большей степени является PR-трюком, чем научным достижением», — говорит профессор.

Профессор Ипке Ваксмут, занимающийся исследованиями искусственного интеллекта в Билефельдском университете, не хотел бы придавать такое большое значение новости о якобы успешном прохождении теста Тьюринга: «В жюри сидели люди, не являющиеся специалистами и находившиеся под впечатлением от программы». Ваксмут является специалистом в области говорящих систем ИИ.

Фрагмент одного из чатов с участием Рэя Курцвайля и Жени Густмана.

Еще десять лет назад группа студентов под его руководством разработала аватар Макс, который с тех пор работает экскурсоводом в музее Хайнца Никсдорфа в Падерборне. Беседа с Максом очень похожа на беседу с человеком. Однако Ваксмут не хочет отправлять своего аватара на тест Тьюринга: «Специалисты абсолютно точно знают, как при умелом опросе положить такую систему на обе лопатки». Он считает абсолютно невероятным, что чатбота можно наделить таким уровнем интеллекта, чтобы он мог сравниться с человеком и даже убедить экспертов: «Интеллект — это нечто гораздо большее, чем простое соблюдение определенных правил».

ИИ стоит поучиться у животных

На browser.openworm.org можно как угодно поворачивать изображение круглого червя C. Elegans, увеличивать его и разбирать слой за слоем, пока не останется одна нервная система.

Теми же проблемами озадачен и другой проект в сфере ИИ — OpenWorm. Ученые, которые обмениваются мнениями на платформе openworm.org, поставили перед собой цель полной цифровой реконструкции круглого червя C. Elegans. В отличие от так называемого нисходящего принципа, при котором ИИ соотносится с человеком, команда OpenWorm следует восходящему принципу, то есть пытается приблизиться к интеллекту снизу.

«Проект OpenWorm определенным образом отражает историю исследования искусственного интеллекта», — поясняет доктор Бенджамин Инден из Билефельдского университета. «Раньше под интеллектом подразумевалось нечто вроде игры в шахматы. Сегодня известно, что ориентация и продвижение в пространстве намного сложнее». Индену, изучающему эволюционные алгоритмы и нейронные сети, ясно: «В исследовании ИИ можно достичь многого, изучив таких животных, как круглые черви».

Даже если на первый взгляд кажется, что это не так, червь способен к определенной интеллектуальной деятельности. «Черви учатся, привыкая к определенным раздражителям или связывая запах с источником пищи», — поясняет Инден. Исследователь видит в этом непосредственную пользу для других сфер исследования искусственного интеллекта. «Такие способности интересны в первую очередь для роботов, — говорит Инден. — Было бы настоящим прогрессом, если бы они смогли надежно научиться нормальной работе и при помехах в окружающей среде».

Различные подходы в исследовании ИИ показывают: интеллект многолик. Мышление, речь и ориентация представляют собой лишь некоторые из его сторон. Попытки создания настоящего ИИ пока продолжаются. Что выйдет в итоге, пока никто не знает.

Беседа с искусственным интеллектом Максом

Цифровая личность по имени Макс — экскурсовод в самом крупном в мире компьютерном музее Хайнца Никсдорфа. Он не только рассказывает посетителям об экспозиции, но и готов просто поболтать. Мы побеседовали с Максом об ИИ.

CHIP: Что такое ИИ?
Макс: ИИ означает искусственный интеллект и является направлением в информатике. В исследованиях искусственного интеллекта пытаются понять интеллектуальное поведение, имитируя его. Я могу тебе кое-что рассказать на эту тему, хорошо?
CHIP: Ты обладаешь интеллектом?
Макс: Да, в определенной степени я обладаю интеллектом.
CHIP: Ты настолько же умен, как и человек?
Макс: Нет, но я стараюсь быть как человек.
CHIP: Но ведь ты всего лишь машина.
Макс: Зато я могу за секунду подсчитать все нейроны в твоем мозге. Ты тоже так можешь?
CHIP: Нет. Но я могу чувствовать. Ты тоже так можешь?
Макс: Понятно. Зато у меня есть собственная развитая эмоциональная система.
CHIP: Как ты себя чувствуешь сейчас?
Макс:

На данный момент я ощущаю радость.
CHIP: И в чем причина твоей радости?
Макс: Это мне на ум, к сожалению, не приходит.

Растворение мира – Автомобили – Коммерсантъ

Перелистывая автомобильные буклеты прошлого, мы увлекаемся не столько изображениями машин, сколько ярким разнообразием красивой жизни, подробностями параллельных рекламных измерений и миров. Сегодня эти сотворенные миры исчезают, растворяются. Что-то пошло не так или, наоборот, ожидаемо, но буклеты, которые продолжают выпускать автомобильные компании, почему-то становятся пресными и безжизненными.

Владимир Акимов

Советских автомобилистов не баловали рекламными буклетами. Заводы между собой не конкурировали, новинки выпускались редко. Да и шанс покупки автомобиля был редкостью. Рейган веселил американцев анекдотом про нашего человека, который спрашивал в автомагазине — приходить ему за машиной через десять лет до обеда или после. «Потому что водопроводчик до обеда придет».

Теперь коллекционеры бережно хранят редкие брошюры из США, напечатанные на русском языке для американской выставки в Сокольниках 1959 года. Целью экспозиции считалось укрепление отношений между странами, а по факту она ошеломляла превосходством западной индустрии. Среди прочего великолепия напоказ привезли модели всей большой авто-тройки — General Motors, Ford и Chrysler. Посетители расхватывали буклеты и открывали их как окна в иную и неведомую насыщенную жизнь: каждая машина изображалась в некой красочной сценке. Lincoln у аэродрома, Imperial у причала, и даже погрузка сена в пикапы выглядела радостно. Приобщиться к лучшему получалось хотя бы вприглядку. За этот эффект приближения к мечте мы и любим рекламную автомобильную реальность. Точнее, любили ее такой.

Занимался рассвет

Реклама машин начала XX века сегодня выглядит скупой. Как правило — монохромные фото моделей на белом фоне в сопровождении текста. Объяснение очень простое: тогда покупателей привлекали к самому факту появления автомобиля как нового развивающегося средства транспорта. По этой же причине в давних брошюрах уделяли так много внимания устройству техники — давали изображения отдельных узлов с развернутыми пояснениями.

Однако техника наступала, соперничество обострялось. Вдобавок расцвела индустрия красок. Начиная с десятых, годов цветом наполнились страницы, а изобретенная быстросохнущая краска DuPont добавила колеров и кузовам — даже знаменитый чернотой Ford T перестал быть исключительно вороным.

В рекламе машин нашлось много дела художникам. Пока еще не были столь развиты фотография как таковая, «продакшн» сложных фотосессий, полиграфия. Проще было рисовать то многообразие сюжетов, которыми теперь старались выделить продукт. А результаты у талантливых живописцев впечатляли — масштабные картины с массой подробностей, хоть в музей. Непременными в рисованной жизни были искажения к лучшему, создание идеальных псевдореалий с абсолютно счастливыми обеспеченными персонажами. При этом искажались и автомобили, чтобы их облик смотрелся выигрышнее. Рекламный тон века задавали американцы. Взять, например, шедевры художников Арта Фитцпатрика и Вэна Кауфмана для General Motors.

Арт — значит искусство

Они работали успешным творческим дуэтом. Артур Фитцпатрик рисовал собственно автомобили, а Вэн Кауфман — кстати, бывший художник студии Disney — отвечал за атмосферу и декорации, изображал пейзажи, архитектуру и персонажей. Большинство своих образцовых работ знаменитые иллюстраторы выполнили в пятидесятых годах для марки Pontiac. Артур постоянно практиковал преувеличения: показывал модели более широкими, более длинными, и оттого в буклетах они смотрелись более представительными, чем являлись на самом деле. Что интересно, в рисунках часто и умышленно упускались такие детали, как стеклоочистители и корпуса зеркал, автор считал, что мелочовка необязательна и мешает правильному восприятию величия дизайна. Кауфману в поисках натуры разрешалось на средства фирмы путешествовать по свету, он подбирал престижные и пафосные места, поэтому в брошюрах появлялась фактура из Акапулько, Монако или Парижа. Художники брали очень большие деньги, к тому же бесплатно пользовались новыми флагманами Pontiac, но работы того стоили. Печатная продукция от Арта и Вэна признана в истории авторекламы выдающейся — как пример искусства высшего качества.

Энциклопедия фотографии

Когда контракт Фитцпатрика и Кауфмана с отделением Pontiac закончился, руководство GM переключило их на рекламу Opel, и это уже другая история. Тем временем живопись из автоброшюр уже активно вытесняла набравшая полную силу фотография.

На иллюстрациях в период с шестидесятых годов по девяностые постановочная жизнь бьет ключом, бурлит и плещется. Бумажную рекламу можно изучать как полную энциклопедию тех времен. Найдется все: предметы быта, стиль одежды и причесок, увлечения, настроения в обществе.

Придуманные миры так и полировались до безупречности. Кажется, что даже гравий для съемки грузовиков пропускали через сито и мыли. Не смейтесь, тягач в кадре мог доставить персонажей на пикник с накрахмаленной скатертью и свечами. Но на смену усредненным лучезарным людям рядом с машинами возникли более характерные — фирмы целились в узкие потребительские ниши. Вот городская молодежь в кабриолете. Совсем иного ковбойского вида паренек с боевой подругой вприпрыжку на джипе. И как отличается пара — тоже ковбойская, но уже возрастная — у недешевого универсала на ранчо. Тоненькие полосочки маркетинговых материй. Ах да! От начала авторекламы прошла вечность, прежде чем в сюжеты допустили афроамериканцев. Из ранних картинок показательна такая: семья белых грузится в минивэн на переднем плане, чернокожие супруги рассматривают их издали. В другой сцене черный с улыбкой рулит, белые едут пассажирами. Их нравы!

Любопытно изменилась и подача устройства техники. Брошюры как инструкции остались в далеком прошлом. Теперь в объяснения пускались тогда, когда в железе был выигрышный смысл — полный привод у внедорожника, двигатель у спорткара. Публику просвещали классными рисунками в стиле cutout или cutaway, которые в советской автомобильной прессе именовали рентгеновскими — проще говоря, в разрезе. И рекламщики открывали все новые возможности для видеоряда.

Спецэффекты

В буклетах и раньше стояли студийные снимки, украшенные ретушью. А с восьмидесятых - как прорвало. Лучи лазеров, свет искусственных закатов, загадочная полутьма с красноватыми оттенками — эффекты все чаще заменяли съемку с реальных локаций. Людей в брошюрах незаметно поубавилось. А к девяностым американский студент Том Нолл создал программу, которую вскоре выкупила компания Adobe Systems и назвала Photoshop. Мир ринулся фотошопить все подряд.

Сегодня редкий буклет обходится без гигабайтов «Фотошопа». Порой прошедшие мощную обработку иллюстрации так же далеки от реальности, как фильм «Матрица». Какими же наивными сейчас кажутся те приемы, которыми приукрашивали действительность Фитцпатрик и Кауфман...

Внедорожник в эпохе юрского периода среди динозавров — пожалуйста. Спорткар на Луне — запросто. Но это хорошие, креативные случаи. Есть другие, когда машины предстают в абстрактных стерильных городах и окружены безлико-успешными синтетическими людьми. Или... показаны вовсе без людей, как бы нигде. Подобного все больше. Мы с вами как бы наблюдаем растворение химикатами сотворенных в прошлом веке живых рекламных миров. В чем причина их распада на бездушные пиксели?

Изменения в измерениях

Удивляться нечему. Современный мир перенасыщен автомобилями. Правду сказать: фирмы готовы продать машины любому, кто ими еще интересуется. Но изобразить Любого как потенциального клиента и смоделировать для него подходящую сценку, разумеется, невозможно. Век ковбойских архетипов на джипах прошел. Реалии стали на порядки разнообразнее, цивилизация — на порядки лояльнее.

Попробуйте представить в одном буклете разом всю мыслимую аудиторию среднестатистического кроссовера. Учтите род занятий, возраст, цвет кожи и — это ведь тоже актуально — половую ориентацию. Учтите любых. Да-да, проще избегать рисков до минимума, вдруг сюжет рекламы вызовет протест у части аудитории. Проще показывать только кроссовер на красивых фонах. Кстати, заодно из буклетов пропадают и технические иллюстрации. Сложное железо не вызывает былого энтузиазма, рентгеновский рисунок электрокара многим непонятен.

И ведь любопытно получается! Параллельное рекламное измерение автомобильных брошюр поблекло потому, что наш мир обрел множество невиданных прежде граней. По логике, это ведь синтетические люди теперь должны завистливо смотреть на нас со своих отфотошопленных страниц. Вроде бы все к лучшему. Но откладываешь в сторону брошюру нового века, вынимаешь из шкафа стопку буклетов прошлого, перелистываешь их, увлекаешься. .. И вдруг охватывает печаль. Понятно, что такая любимая автомобильная жизнь этих красочных страниц закончилась навсегда.

Эволюция автомобиля: будущее уже настало!

В центре внимания – экологичность

Действительно, побывав за рубежом, убеждаешься, что там уже настало то будущее, о котором мы у себя дома пока можем только мечтать. Не только технологии, но и уровень мышления как производителей, так и потребителей, ушли далеко вперед. Что бы вы сказали, увидев на улицах Киева автомобиль, за рулем которого нет водителя? Оказывается, беспилотники уже могут спокойно передвигаться по загруженным транспортом улицам. При этом дороги уже не нужно оборудовать множеством дорогостоящих датчиков, по которым будет ориентироваться автоматика.

Так, на улицах Питсбурга еще в 2017 году в тестовом режиме ездил самоуправляемый автомобиль, который перевозил обычных пассажиров. На всякий случай водитель «за рулем» все-таки сидел. Но он не принимал в управлении машиной никакого участия. Его функция сводилась только к контролю за работой электроники и автоматики. Проще говоря, в случае сбоя и возникновения аварийной ситуации он просто должен был бы нажать на «красную кнопку». И все! Как только надежность самоуправляемого авто будет подтверждена практикой, этого водителя-контролера можно будет убрать из салона. Судя по всему, вскоре именно так и произойдет, эксперимент признали успешным.

И все же развитие автомобильных беспилотников не стоит вносить в список основных трендов. Главная тенденция, которой сегодня подчинена работа большинства инноваторов, – это экологичность автомобильного транспорта. Мы, как представители автомобильного бизнеса, хорошо чувствуем это даже в Украине. В частности, видим, насколько усиливается давление правительств многих европейских стран на автопроизводителей. Европа в очередной раз переходит на еще более жесткий экологический стандарт «Евро 6.2». В результате на заводах «Форда», например, вынуждены были снять с производства несколько вполне современных двигателей для автомобилей, поскольку оказалось, что «довести» уровень выхлопных газов под новые стандарты в них практически невозможно.

Еще один важный процесс – переход производителей на новую методику оценки расхода топлива. Не секрет, что в последнее время именно в этом вопросе то и дело возникали недоразумения. К примеру, производитель декларирует расход топлива какой-то модели на уровне 8 литров на 100 км. Вы покупаете машину, начинаете ездить, и никак у вас меньше 11 литров не получается. Оказывается, обещание расхода 8 литров было чем-то вроде рекламного трюка. На самом деле, чтобы определить реальные затраты топлива, нужно еще умножить эту цифру на ряд коэффициентов. Надеемся, что с переходом на новую методику такие недоразумения исчезнут. Однако необходимо понимать, что более точные измерения будут требовать дополнительных настроек, а это, в свою очередь, отобразится и на стоимости машин.

Борьба за экологию вообще стоит дорого, и платит за все, конечно же, потребитель. Чтобы вписаться в новые экологические стандарты, производители тратят очень много денег на все более сложные технические решения. На автомобилях появляются новые детали, узлы и системы. Они, конечно же, существенно увеличивают и себестоимость, и конечную цену машины.

К примеру, очень популярной сегодня является система «старт-стоп», позволяющая выключать двигатель в то время, когда авто останавливается в пробке или по другой причине вынуждено какое-то время стоять на дороге. Многие производители в обязательном порядке устанавливают сажевые фильтры – теперь уже не только для дизельных, но и для бензиновых двигателей. Экология стала бизнесом. Кто-то на этих вопросах просто пиарится, кто-то получает крупные гранты или солидные должности, а кто-то производит детали, которые еще не так давно считали ненужными. Иначе говоря, существует немало людей, кровно заинтересованных в том, чтобы тренд на ужесточение экологических стандартов продолжался до бесконечности.

Перспективы электрификации автотранспорта

Курс на снижение вредных выхлопов породил надежды на то, что рано или поздно по дорогам станут ездить автомобили, вовсе не загрязняющие воздух. Речь идет о машинах на электрической тяге. За последнее время в этом сегменте автопроизводства достигнуты настолько впечатляющие результаты, что порой даже кажется, что двигатель внутреннего сгорания чуть ли ни доживает свои последние годы. Но так ли это?

Во-первых, мы должны отметить, что электромобили не так уж безопасны с точки зрения экологии. Когда энергия у вас исходит от электрической батареи, то возникает вопрос: а за счет чего будет происходить зарядка. Глядя на нынешнее состояние энергосистем, мы можем лишь удрученно отметить, что 60% электричества производится на тепловых электростанциях, сжигающих все те же углеводороды. Чего бы мы добились в случае тотального перехода на электромобили уже сегодня? Просто перенесли бы выбросы вредных газов с городских перекрестков в районы, где построены ТЭСы, которым пришлось намного интенсивнее сжигать уголь, мазут и газ. Это очень серьезный аргумент против электрификации электротранспорта.

Во-вторых, у нас есть статистика, описывающая реальное состояние дел в автомобильной промышленности мира. За 2017 год на всей планете Земля было произведено примерно 95 миллионов автомобилей. Из них в Китае – около 28 миллионов штук, в США – чуть более 17 млн., а в ЕС – чуть меньше 17 млн. Во всей этой массе электрифицировано только около 1% новых автомобилей. А вообще за последнее десятилетие доля электрифицированных машин в автопроизводстве составила всего-то 3%. Это очень мало, и влияние на рынок все еще можно оценивать как несущественное.

Однако же, существуют более оптимистические прогнозы на ближайшее будущее. Выводы экспертов и аналитиков разнятся в зависимости от того, каких регуляторных действий они ожидают от государств, в которых больше всего производят и покупают автомобили. По разным прогнозам, до 2030 года по дорогам мира будем ездить от 125 до 220 млн. электрифицированных автомобилей. А доля продаж таких машин в общем объеме новых авто составит от 30% до 40%. Итак, даже через 12 лет двигатель внутреннего сгорания все еще останется основным источником мощности. Впрочем, также нельзя исключать, что в какой-то момент на мировом рынке произойдут настолько радикальные изменения, что процесс пойдет намного быстрее.

Еще один важный момент: мы должны понимать, что имеется в виду, когда говорят об электрифицированных автомобилях. Оказывается, сюда входят не только электромобили, но и гибриды, в которых электротяга успешно уживается с двигателем внутреннего сгорания. Причем, вторые до их пор более востребованы, чем первые. Например, в планах «Форда» до 2020 года электрифицировать 40 своих моделей. Только 16 из них станут чисто электрическими.

Подобную картину можно наблюдать и у других крупных производителей. Почему? Да потому, что ранее в разработку и производство новых двигателей внутреннего сгорания они вложили миллиарды долларов или евро. И теперь отказаться от этого – значит похоронить крупнейшие капиталовложения, десятилетия работы множества людей и т.д. «Ягуар», например, на своих основных заводах продолжает выпускать традиционные машины, а электрифицированный автомобиль под этой маркой делают на отдельном специально построенном предприятии. Таким образом, они не нарушают отлаженный технологический процесс.

Очень серьезная проблема возникает с инфраструктурой для «чистых» электромобилей. Сев за руль дизельной или бензиновой машины, мы можем проехать от Лиссабона до Владивостока – везде, где только есть хоть какие-нибудь автомобильные дороги. А вот на электромобиле можно кататься только там, где есть соответствующие зарядные станции. Но и там, где такие станции уже открылись, не все так просто. В тестовом режиме недавно попробовали проехать от Киева до Чернигова. Дорога заняла четыре с половиной часа, потому что долго заряжали аккумулятор. Все киевские автомобилисты знают, что за рулем своей обычной машины до Чернигова можно добраться часа за полтора.

Кроме того, электромобили до сих пор слишком дороги. По дорогам Германии успешно ездит электрический фургон грузоподъемностью в 1 т и пробегом до перезарядки в 200 км. Он полностью выполняет свои функции, но стоит такая машина порядка 60-70 тыс. евро. Гибридная новинка «Форд» с запасом хода на аккумуляторе в 50 км стоит намного дешевле. Там можно использовать смешанную тягу или переходить на двигатель внутреннего сгорания после того, как сядет аккумулятор. И самыми доступными по цене остаются мягкие гибриды. В них основная тяга положена на бензиновый или дизельный двигатель, но электротяга используется как вспомогательная при критических нагрузках, например, чтобы тронуться с места и разогнаться. В смешанном цикле такая машина дает всего-то около 3% экономии топлива, в условиях города – до 8%.

Такие авто еще долго будут производить, так как те супераккумуляторы, которые использует, например, «Тесла», сегодня еще слишком дороги для обычного потребителя.

Второй тренд – коммуникативность

Автомобили начинают общаться между собой в транспортном потоке – в прямом смысле слова! Если раньше какое-то дополнительное оборудование из этого сегмента предлагали только специализированные компании, то сейчас им все больше интересуются крупные производители. Они готовы вводить новые разработки в базовую комплектацию. Например, с 2020 г. «Форд» будет устанавливать на свои машины программное обеспечение, позволяющее снимать информацию с других автомобилей, обрабатывать ее и интерпретировать. Это очень серьезный тренд развития автомобилестроения. И здесь очень важные цели – значительно облегчить задачи водителя, а также – достичь максимальной безопасности дорожного движения.

С другой стороны, активно развиваются приборы и программные продукты, позволяющие улучшить «общение» автомобиля и водителя. Например, на мобильный телефон можно установить приложение, которое позволит дистанционно завести автомобиль, прогреть мотор и салон, в любой момент посмотреть, где находится ваша машина, или же получать на смартфон отчеты об ошибках и сбоях в работе авто. Так можно в режиме реального времени проводить диагностику, заранее выявляя различные поломки. Еще одна возможность – настроить автоматический вызов экстренных служб в случае попадания в ДТП. Сигнал отправляется в случае срабатывания подушек безопасности. Если водитель и пассажиры пострадали в аварии, не могут самостоятельно вызвать скорую медицинскую помощь, спасателей и полицию, это за них сделает специальное мобильное приложение. Кроме того, современные авто начинают раздавать Wi-Fi. Все это в комплексе существенно повышает стоимость машины, которая теперь уже не является просто куском железа, механизмом, способным «двигаться без помощи лошади».

Но все же, главным в тренде развития коммуникативности является повышение безопасности. Уже разработаны достаточно эффективные системы предотвращения столкновений. С точки зрения современной техники здесь нет ничего сложного. Обычный лазер сканирует пространство впереди машины. Если какой-то другой объект начинает «быстро приближаться», система начинает тормозить еще до того, как водитель физически успевает отреагировать и поставить ногу на педаль.

Но такие разработки – это еще «цветочки». Представьте, что вам нужно перестроиться в другой ряд, когда вы едете в плотном городском потоке. Вы включаете поворот, а ваш автомобиль начинает общаться с другим, который находится в «мертвой зоне». Если второй автомобиль «не видит опасности» в том, что вы перестроитесь перед ним, он позволит это сделать. Если нет, тогда его система заблокирует для вас такую возможность – вы не сможете повернуть руль или же вам придется делать это с намного большим усилием. То есть, система коммуникации либо даст сигнал об опасности будущего маневра, либо вовсе не позволит его совершить.

Разработаны уже системы, которые самостоятельно определяют порядок проезда машин через нерегулируемый перекресток. Водитель может вообще снять руки с руля и не нажимать на педали. Машина сама все сделает, согласовав свои действия с другими авто. Есть интересная разработка у «Теслы». Если вы едете за машиной, перед которой происходит авария, ваш автомобиль также начинает автоматически тормозить вместе  с впереди идущим, так как получает от него соответствующую команду.

Следующее направление в области коммуникативности – общение автомобилей с дорожной инфраструктурой. Например, на основе полученной информации система делает вывод, что для попадания в зеленую волну светофоров нужно сохранять скорость 35 км/ч. Хотите ехать без остановок на каждом перекрестке? Пожалуйста! А в ином случае скорость будет другой. Здесь же можно получить предупреждение, что через 5 секунд светофор переключится с зеленого на красный. Система предупредит вас, успеете ли вы проскочить.

Подобных разработок уже существует немало, а в ближайшие годы станет еще больше: предупреждения о том, что на дорогу выходит пешеход, что сзади на полной скорости вас догоняет пожарная машина, и вам надо уйти вправо, и т.д. Все системы направлены на то, чтобы сделать управление автомобилем как можно более эффективным и безопасным. Теперь возникает еще и потребность не просто получать информации обо всем, что происходит вокруг, но и научиться ее правильно использовать.

Наверняка в ближайшие годы разработчики еще не раз приятно удивят нас своими новинками. В целом же мы видим, что автомобиль будет становиться все «умнее» и экологически чище, экономнее и безопаснее. В этом и состоит основная тенденция развития отрасли.

По материалам выступления на конференции «Диджитализация автопарка» 

чему человек учит роботов — Техника на vc.ru

И зачем? О целях, способностях роботов и перспективах их развития

1178 просмотров

Повысить эффективность производства в начале 19 века должны были машины, в середине 20 века — роботы, а сегодня — роботы с искусственным интеллектом. Разработчики и исследователи стремятся сделать роботов более эффективными, но также еще и удобными, интерактивными, безопасными, сотрудничающими.

Умение распознавать и анализировать

Надежные роботы-манипуляторы, способные захватывать и перемещать объект, востребованы в различных отраслях — ритейле, пищевой, фармацевтической, электронной промышленности и не только. Современные задачи такой роботизированной системы — надежный и «аккуратный» захват, высокие скорость и точность перемещения объектов, безошибочная их сортировка. Решить их помогает искусственный интеллект.

RightHand Robotics и робот RightPick2

В апреле 2019 года американский стартап RightHand Robotics представил RightPick2 — вторую доработанную версию робота-манипулятора, созданного для сортировки и перемещения предметов.

Система оснащена пятым поколением захватов, способных поднимать груз весом до 2 кг, новой версией руки от Universal Robots и камерами глубины Intel®RealSense™ Depth Camera D415. Программное обеспечение RightPick.AI системы управления движением и зрением также улучшено. Благодаря доработке робот способен быстро сортировать разнообразные предметы, а также считывать штрих-коды для выполнения заказов.

Aripix Robotics и Aripix А2

Отечественные разработчики роботов-манипуляторов тоже в тренде.

По словам Андрея Спиридонова, основателя Aripix Robotics, сегодня каждый заказчик хочет видеть у себя на производстве робота, способного распознавать предметы. Машинное зрение — это очевидный шаг в развитии промышленных роботов-манипуляторов. Такой робот не нуждается в точной подаче или позиционировании предметов, требует минимальной оснастки. Технология машинного зрения упрощает настройку и перенастройку робота, увеличивая его гибкость и расширяя возможности применения. «Зрение» для роботов сегодня сделать просто.

«Мы уже применяем машинное зрение и следующим шагом будет внедрение нейросетей, — делится планами основатель Aripix Robotics. — Нейросеть будет обучаться, формировать базу данных о заготовках разной формы, и затем на основе "полученных знаний" робот будет работать с ними. Например, идентифицировать на потоке брак и устранять его с конвейера, а качественные детали помещать в контейнер».

Внедрение интеллектуальных роботов, способных распознавать и анализировать объекты, идет не только в промышленности, но и в логистике.

Boston Dynamics и робот Handle

В марте 2019 года Boston Dynamics разместил видео с логистическим роботом Handle. На его «голове» присоски, с помощью которых он может снимать коробки с паллет, перемещать и ровно складывать их.

Источник: geekwire.com

Благодаря системе машинного зрения робот может найти маркированные поддоны и определенные коробки на них и переместить их в заданное место. Handle использует систему контроля силы для того, чтобы плотно ставить коробки друг к другу.

Ronavi Robotics и Robotics Management System

«Когда мы начали разработку Ronavi h2500 4 года назад, логистические роботы применялись только для перевозки стеллажей в зоне комплектации заказа, — вспоминает Иван Бородин, директор компании-производителя логистических роботов Ronavi Robotics. — К 2019 году производители, как правило, имеют уже целые линейки роботов и функциональные модули для них. Так, Ronavi в 2020 году релизит робота-сортировщика мелких посылок и писем и робота для фулфилмент-центров. Таким образом, практически все процессы на складе становятся роботизированными, роботы существуют в единой экосистеме».

По словам эксперта, искусственный интеллект применяется для моделирования логистических процессов и управления роботами. «Наши партнеры, разработавшие систему управления роботами Robotics Management System (RMS), используют машинное обучение и искусственный интеллект для создания оптимальной конфигурации роботизированного склада и управления роботами, с учетом суточных и сезонных изменений потока заказов», — поясняет Иван Бородин.

Система RMS позволяет создавать цифровые двойники роботов для расчета экономических показателей, построения достоверной имитации и аналитики процессов роботизированного склада. Первая часть системы — транспортная — отвечает за распределение задач роя роботов, планирование одновременно выполняемых маршрутов, автоматическую зарядку, преодоление внештатных ситуаций. А вторая — умная система управления складом — на основе анализа исторических данных интегрирует множество технологий оптимизации хранения для повышения эффективности склада и динамически строит стратегию хранения.

Amazon и патент на манипулятор

К полной автоматизации складов близок Amazon. Чуть больше года назад компания оформила патент на роботизированную руку или манипулятор, который сможет с помощью сенсоров идентифицировать объекты, определять, как лучше их взять, вычислять траекторию перемещения и фасовать предметы в определенные лотки или корзины.

​Источник: geekwire.com

Робот будет использовать базу данных о свойствах объектов, «собственные ощущения» и сведения об удачных и неудачных стратегиях перемещения аналогичных объектов в прошлом. Манипуляторы Amazon смогут перемещаться по складу, взаимодействовать друг с другом и центром управления. Сотрудники будут управлять роботами через мобильное приложение.

Двусторонняя обратная связь

Начиная с середины 20 века область применения роботов расширилась. Рутину и грязь дополнили несовместимые с жизнью условия, сверхнагрузки, сверхзадачи. Появился и опыт преодоления таких ситуаций: аварии на АЭС, освоение шельфов, работа в открытом космосе. Люди осознали свои ограничения, и необходимость сверхлюдей или роботов с человеческими способностями стала очевидной.

«Развитие "способностей" роботов считывать информацию извне создает новые возможности их применения не только в промышленности, но и в других средах, которые не определены и где необходима связь робота с реальностью», — отмечает Алиса Конюховская, исполнительный директор Национальной Ассоциации участников рынка робототехники.

От точности обратной связи, поступающей от дистанционно управляемого робота, зависит его адаптивность и эффективность. Для выполнения сложных действий на расстоянии, например, в космосе или труднодоступных районах планеты, робот должен точно передавать оператору «ощущения», а также без задержки воспроизводить мелкую моторику человеческой руки.

HaptX, Shadow Robot Company, SynTouch и «роботизированные руки»

Решая эту задачу, американский стартап HaptX (ранее известный как AxonVR) разработал высокотехнологичные тактильные перчатки, имитирующие человеческое прикосновение. Разработчики использовали микрофлюидную технологию и систему отслеживания движения, что позволяет пользователям перемещаться в виртуальной реальности и чувствовать виртуальные объекты руками. Ощущение реалистичного прикосновения обеспечивает 130 тактильных датчиков. Перчатки работают с гарнитурой VR и трекером, подключенным к центральному блоку управления, программное обеспечение HaptX поддерживает Unity и Unreal Engine 4.

​Источник: geekwire.com

Летом 2019 года HaptX, Shadow Robot Company и SynTouch представили совместную разработку — роботизированные руки. Оператор, надев сенсорные перчатки, может выполнять на расстоянии точные манипуляции с предметами — роботизированные руки точно и без временной задержки повторяют движения пальцев, кистей и рук оператора. Человек также получает точные тактильные ощущения, в том числе чувствует силу, с которой робот прикасается к предмету — давление при захвате предмета передается с помощью заполненных воздухом трубок, идущих до кончиков пальцев.

Федор, Алекс, Маленький Гермес и человек как донор рефлексов

Новый шаг в развитии антропоморфных роботов недавно сделали разработчики Массачусетского Технологического Института и Университета Иллинойс-Шампейн.

​Источник: techcrunch.com

Созданный ими двуногий робот Маленький Гермес способен использовать двигательный интеллект человека и его рефлексы для корректировки своего положения в пространстве и движений. Ученые смогли динамически синхронизировать движения двуногого робота и оператора посредством двусторонней обратной связи. Маленький Гермес подключен к оператору, который стоит на чувствительной к давлению пластине и одет в жилет, обеспечивающий обратную связь. Если робот сталкивается с неожиданным уклоном, оператор чувствует давление, указывающее на наклон, и рефлексивно делает правильное движение. Робот синхронно повторяет его и благодаря двусторонней обратной связи сохраняет равновесие.

Адекватное взаимодействие в пространстве

Интеграция роботов в мир людей и взаимодействие с человеком — задачи нашего времени. Традиционно на производствах выделяют опасные для человека зоны, где трудятся роботы. Однако последнее время популярным направлением робототехники стали коботы, или роботы способные работать в одном пространстве с человеком. Но коботы выполняют операции медленнее, обладают меньшей грузоподъемностью и производительностью, чем их промышленные собратья.

VeoRobotics и система VEO

Стремясь снять эти ограничения, американский стартап VeoRobotics разработал систему Veo, которая которая позволяет роботам различать все объекты и препятствия вокруг. В ее основе распознавание объектов и семантическое моделирование.

​Источник: techcrunch.com

По мнению разработчиков, безопаснее сразу создавать интерактивную среду, чем строить заборы и клетки. Система Veo использует четыре камеры глубины, расположенные вокруг рабочего пространства и обеспечивающие полный визуальный охват. После того, как вы установили систему Veo, вы определяете различные вещи как заготовки, запрещенные зоны и так далее. Нет необходимости добавлять точные размеры несущих балок и безопасные места для людей. Робот работает так же, как и в других случаях, за исключением того, что теперь он знает точное местоположение и размер всего, что находится в его поле зрения. Если человек или транспортное средство вторгаются, или что-то ломается, или появляется другое отклонение от нормы, система замедляется или останавливается. Более того, если Veo не уверена полностью в своей безопасности, например, одна из камер частично потеряла обзор, робот полностью останавливается.

MIT и алгоритм «частичной траектории»

Летом 2019 года разработчики Массачусетского Технологического Института сообщили о создании алгоритма «частичной траектории», который позволяет роботу предугадывать траекторию движения человека и менять траекторию своего движения так, чтобы безопасно работать с человеком в одном пространстве. Разработчики наблюдали за работой роботов на производстве BMW и пришли к выводу о том, что роботы останавливаются задолго до того, как человек пересекает их путь, и тратят много времени в ожидании. Новый метод «частичной траектории» опирается на данные о траекториях движения в режиме реального времени, а также большую базу обычных траекторий движения. Этот алгоритм позволяет лучше предугадывать движение человека, которое редко бывает непрерывным — рабочий, неоднократно двигаясь по одному и тому же маршруту, может идти медленнее, останавливаться и вновь начинать движение. Метод «частично траектории» позволяет роботам продолжать работать, избегая пешеходов.

Canvas Technology и беспилотные тележки

В апреле 2019 года Amazon купил Canvas Technology, американский стартап, который в прошлом году продемонстрировал автономное транспортное средство, способное передвигаться в людном пространстве, избегая столкновений с пешеходами и препятствиями.

Разработчики использовали «пространственный искусственный интеллект», трехмерную визуализацию и собственное программное решение. Таким образом, стоит ожидать, что скоро на складах Amazon перемещать грузы будут беспилотные тележки.

Способность к самообучению и тренировка роботов

Распространение роботов сдерживает сложность процесса «обучения». По словам основателя Aripix Robotics, «обучение» робота каждой новой операции требует не только времени, но и особой квалификации человека. «Перенастроить и перепрограммировать робота может далеко не каждый инженер, чтобы "обучить" робота человеку необходимо специальное обучение в течение нескольких месяцев и прохождение сертификации. Таких инженеров мало и это сильно сдерживает развитие автоматизации производств», — отмечает Андрей Спиридонов.

Fanuc и система «тренировки» промышленных роботов

В апреле 2019 года производитель промышленных роботов Fanuc представил инструмент для «обучения» роботов на основе искусственного интеллекта. Разработка должна упростить и ускорить процесс «тренировки» промышленных роботов. Теперь робота не надо перенастраивать и перепрограммировать. Оператору достаточно посмотреть на фото перемешанных в корзине предметов и указать пальцем тот, который робот должен отсортировать. Технология позволяет обучать одновременно нескольких роботов.

Sisu и Kaisu System

«Перспективную разработку сделал американский стартап Sisu», — считает Андрей Спиридонов. Kaisu System — джойстик со встроенными в него гироскопами и акселерометрами для управления промышленным роботом, выглядит как простой пульт с одной кнопкой. Оператор двигает джойстиком в воздухе, а робот повторяет его движения.

По словам Андрея Спиридонова, разработка интересна тем, что позволяет даже неподготовленному человеку быстро освоить управление роботом. «Сложность и длительность обучения управлению роботами — сдерживающий фактор для распространения автоматизации производств. Руководители многих предприятий, на которых ранее не было роботов, боятся, что сотрудники будут долго осваивать дорогую систему и что это увеличит срок ее окупаемости. — поясняет господин Спиридонов. — Kaisu System снимает барьер, так как с ее помощью очень легко начать управлять роботом и настраивать его. Мы рассматриваем это решение как перспективное для развития нашего робота» — делится планами основатель Aripix Robotics.

Olis Robotics и автономные роботы

Американский проект Olis Robotics (ранее BluHaptics), разработал программное обеспечение для дистанционного управления роботами. Технология Olis обеспечивает высокую автономию и «осознание» роботами ситуации, а также высокий уровень контроля удаленно работающих роботов. Машинное обучение"развивает" способность роботов распознавать объекты и «помнить», как их использовать. Например, подводный робот, работающий на морской нефтяной платформе, может использовать свои автономные умения для того, чтобы самостоятельно выбрать подходящий для работы гаечный ключ, определить, какое усилие необходимо приложить, чтобы открыть клапан, и «запомнить», где он оставил гаечный ключ, чтобы в будущем быстро его «найти».

Университет Беркли и эксперименты Левина

Любопытные эксперименты проводит робототехническая группа Сергея Левина, доцента Университета Беркли. Исследователи учат роботов учиться, разрабатывая технологию, которая позволит роботам действовать, опираясь на собственный опыт.

​Источник: techcrunch.com

«Когда роботы выйдут в неструктурированную среду, такую как наши дома, офисы, клиники, вокруг них может случаться множество непредсказуемых событий. И способность учиться станет решающей в этом случае. Интеграция роботов в нашу среду станет возможной, если роботы смогут учиться из опыта, опираться на здравый смысл и использовать это для того, чтобы действовать разумно, когда вокруг них происходит то, чего они не ожидали», — так Сергей Левин описывает проблему, над которой работает его группа.

Одна из методик, разработанных учеными, называется «Глубокий визуальный прогноз для планирования движения роботов», она должна помочь роботам накапливать собственный опыт без человеческого контроля. По сути это обучение робота методом проб и ошибок. Робот выполняет тысячи тренировочных упражнений, например, толкает разные объекты и фиксирует на камеры результат с разных углов, так он собирает собственную базу данных. Для их обработки используются предиктивные модели, впоследствии робот оказывается способным толкать объекты, на взаимодействие с которыми он не был запрограммирован ранее. Еще одна методика, которую разработали в лаборатории, позволяет обучить робота через повторение действий за человеком.

Выводы и прогнозы

По образу и подобию — разработчики и исследователи наделяют роботов человеческими способностями и навыками. Если объединить все разработки в одну, то результат может оказаться феноменальным.

«Без сенсоров и датчиков роботы "глухи и слепы". Но сегодня появляются возможности оснастить роботов сенсорами. Благодаря этому они смогут "считывать" информацию об окружающей их среде, воспринимать этот мир, создавать карту реальности, реагировать на нее, менять программу, которая в них заложена, то есть действовать в изменяемой среде, адаптироваться к ней и выполнять полезную работу для людей и бизнеса», — отмечает Алиса Конюховская, исполнительный директор Национальной Ассоциации участников рынка робототехники.

Интеллектуальные роботы в разы повышают эффективность. «Автоматизация складских процессов позволяет снизить операционные расходы и количество ошибок, а также ускорить выполнение заказов. Например, по данным Business Insider, Amazon, к 2018 полностью роботизировал 26 складов, снизив операционные расходы на 20% — экономия составила сотни миллионов долларов, при этом компания выполнила в 10 раз больше работы с тем же числом сотрудников», — описывает эффективность применения роботов в логистике Иван Бородин, директор компании-производителя логистических роботов Ronavi Robotics.

Однако мы не можем спрогнозировать, как поведут себя в сложной ситуации роботы, способные учиться, накапливать и передавать опыт, автономно действовать. Вероятно, интеллектуальные машины предъявят нам обоснованную претензию в том, что мы, мешая их движению по цеху или складу, снижаем эффективность производства в сотни или тысячи раз. И нам придется это признать и сдать позиции роботам. Но несмотря на это эксперты смотрят в будущее позитивно.

«В том, что роботы заменят людей на производствах нет ничего пессимистичного, — считает Андрей Спиридонов. И предлагает вспомнить время, когда тысячи телефонисток круглосуточно обслуживали станции. Сегодня этой, как и многих других рутинных профессий нет. «С развитием и распространением интеллектуальных роботов жизнь только улучшится — люди будут меньше работать. Выбор в любом случае останется за человеком: те, кто хочет, сможет больше времени посвящать саморазвитию и творческой самореализации, тех же, кто не желает прилагать усилия и расти, как и сегодня, ждет деградация», — делится прогнозом основатель Aripix Robotics.

Эволюция «Ансата»

Фото: «Вертолеты России»

«Ансат» − первый российский вертолет, полностью сконструированный и построенный в постсоветское время. Эта машина достаточно неприхотлива в обслуживании, проста в управлении и легко меняет свое назначение с помощью съемного оборудования: от доставки грузов и перевозки пассажиров до экстренной медицинской помощи. При этом «Ансат» продолжает совершенствоваться. В прошлом году вертолет получил новый медицинский модуль, кювез для перевозки новорожденных и инфекционный бокс, позволяющий безопасно транспортировать пациентов с COVID-19. Кроме того, в декабре в небо поднялся первый модернизированный «Ансат-М».

«Ансат» – простой и легкий на подъем

В 1990-х годах отечественная вертолетная индустрия остро нуждалась в новой машине – легком многоцелевом вертолете в классе 3-4 тонн. Разработкой и подготовкой производства в это непростое для отрасли время занялся Казанский вертолетный завод (КВЗ). Свой первый полет вертолет совершил в 1999 году. В последующие пять лет на образцах-прототипах проводились сертификационные работы, и в декабре 2004 года был получен Сертификат типа. На рынок вышел абсолютно новый, спроектированный по новым для России авиационным правилам, вертолет под названием «Ансат» – в переводе с татарского языка означает «простой», «легкий».

Машина полностью оправдала свое название – «Ансат» действительно прост в эксплуатации и управляется одним пилотом. Это стало возможным благодаря целому ряду новых технических решений, не имевших аналогов в отечественном вертолетостроении. Так, впервые в гражданской авиации России была разработана для вертолета цифровая электродистанционная комплексная система управления (КСУ), вместо стандартной механической системы управления. Цифровые дисплеи на приборной панели «Ансата» отображают режимы силовой установки и систем вертолета, что облегчает работу летчика, улучшает его контроль за машиной. Современный пилотажно-навигационный комплекс «Ансата» позволяет пилотировать в автоматическом и ручном режимах управления в простых и сложных метеоусловиях.


Фото: «Вертолеты России»

Изначально вертолет разрабатывался как многоцелевой, с просторной грузопассажирской кабиной, возможностью ее быстрой трансформации для различных целей применения. На основе сертифицированной базовой конструкции вертолета в дальнейшем были созданы целевые гражданские модификации: пассажирская (включая VIP-вариант), медицинская, патрульная и другие, а также универсальная модификация, которая может оперативно превратиться в грузовой, пассажирский и медицинский варианты. В гражданский сектор уже поставлены десятки «Ансатов» различной модификации – все они активно и успешно эксплуатируются.

Когда полет напоминает поездку на комфортном авто

Простота обслуживания и просторный салон в сочетании с удачным дизайном делают «Ансат» отличным вариантом для пассажирских перевозок. На свой борт вертолет может принять до восьми пассажиров.

Машина получила право на коммерческие пассажирские перевозки в конце 2014 года. А спустя год «Ансат» был сертифицирован в VIP-версии. В просторном салоне могут с особым комфортом разместиться пять пассажиров, также помещается шкаф для одежды, мини-бар и полноценное багажное отделение. Такой салон отличается не только своей функциональностью и комфортом, но и особым дизайном. Интерьер машины – результат совместной работы дизайнеров, конструкторов и технологов.


Фото: Александр Уткин

В 2019 году в рамках авиасалона МАКС была представлена VIP-новинка «Ансата» – модель в стилистике бренда Aurus. В начале 2020 года холдинг «Вертолеты России» получил одобрение Росавиации на производство этой новой премиальной версии. Дизайн-проект «Ансат Aurus» выполнен специалистами ФГУП НАМИ – разработчика и изготовителя люксовых автомобилей Aurus. Однако «Ансат» с салоном в стиле Aurus отличается не только своим премиальным интерьером. Благодаря усовершенствованной системе виброгашения и шумоизоляции полет напоминает пассажирам поездку на комфортном автомобиле.

«Воздушная скорая помощь» для страны

Серьезным стимулом для продвижения «Ансата» на российском рынке стала государственная программа развития санитарной авиации. Согласно этой программе, медицинские вертолеты «Ансат» будут поставляться в регионы России наряду с Ми-8/17. По сравнению с «восьмерками» «Ансат» имеет ряд преимуществ – может применяться в городских условиях, садится на небольшие площадки, более экономичен. Кроме того, особую ценность представляет специализированный медицинский модуль «Ансата».

Традиционно вертолет считается средством оперативной доставки пострадавшего в медучреждение с оказанием первой помощи на борту, но ее возможности обычно ограничены. Медицинский модуль «Ансата» способен на полный спектр реанимационных процедур прямо в воздухе, что дает возможность не упустить тот самый «золотой час» после происшествия.


Фото: Антон Тушин

Первый «Ансат» с медицинским модулем был передан Министерству здравоохранения Республики Татарстан в конце 2016 года. На сегодняшний день российские заказчики получили более 90 вертолетов «Ансат», из них около 40 машин участвуют в программе развития санитарной авиации России. Вертолеты уже спасают людей в различных регионах страны, в том числе и в Московской области.

В прошлом году санитарный «Ансат» значительно расширил свои возможности. В марте 2020 года медицинский модуль вертолета дополнил кювез для перевозки новорожденных. Еще одно из последних обновлений – инфекционный бокс, позволяющий безопасно транспортировать пациентов с COVID-19.

«Ансат-М»: полет продолжается

«Ансат» продолжает совершенствоваться, обновляться, увеличивать ресурс ряда систем. К примеру, в 2020 году была сертифицирована установка системы аварийного приводнения, также было выдано одобрение главного изменения на увеличение ограничений летной годности ряда основных агрегатов вертолета. Это делает «Ансат» еще более привлекательным для заказчиков.

Несмотря на востребованность машины, эксперты отрасли указывают на ограничение, которое может затормозить дальнейшее коммерческое продвижение «Ансата» за рубежом, – малая дальность полета. В своем базовом варианте с дальностью до 505 км «Ансат» уступает импортным машинам своего класса. Если для санитарной авиации такая дальность вполне достаточна, то конкуренцию на внешних рынках коммерческих перевозок вертолет может не выдержать. Принимая это во внимание, КВЗ еще в ноябре 2019 года представил проект модернизации «Ансат-М». Тогда главный конструктор завода Алексей Гарипов сообщил, что дальность увеличится до 604 км, а взлетный вес – до 3 800 кг.


Фото: «Вертолеты России»

Первый опытный образец «Ансат-М» с заявленными характеристиками поднялся в небо 29 декабря 2020 года, пролетев 800 км. Это стало возможным благодаря модернизированной топливной системе. Кроме того, «Ансат-М» получил новейшую бортовую электронику, которая позволяет совершать полеты в условиях нулевой видимости. Снизить вес вертолета удалось за счет увеличения до 35% доли композитных материалов в конструкции. Сейчас идут работы по созданию новых лопастей рулевого и несущего винтов с улучшенной аэродинамикой. Они не только повысят технические характеристики, но и сделают полет более бесшумным для пассажиров.

В 2021 году машину планируется оборудовать новой противообледенительной системой. Как сообщалось ранее, первым заказчиком вертолетов станут «Полярные авиалинии». Поэтому «Ансат-М» готовится стать настоящей северной машиной, готовой к суровым условиям.

Эволюция машин: чему человек учит роботов / Стартапы и бизнес

08 ноября, 2019

Эволюция машин: чему человек учит роботов / Стартапы и бизнес

И зачем? О целях, способностях роботов и перспективах их развития

Повысить эффективность производства в начале 19 века должны были машины, в середине 20 века — роботы, а сегодня — роботы с искусственным интеллектом. Разработчики и исследователи стремятся сделать роботов более эффективными, но также еще и удобными, интерактивными, безопасными, сотрудничающими.

Умение распознавать и анализировать

Надежные роботы-манипуляторы, способные захватывать и перемещать объект, востребованы в различных отраслях — ритейле, пищевой, фармацевтической, электронной промышленности и не только. Современные задачи такой роботизированной системы — надежный и «аккуратный» захват, высокие скорость и точность перемещения объектов, безошибочная их сортировка.

Решить их помогает искусственный интеллект.

Ronavi Robotics и Robotics Management System

«Когда мы начали разработку Ronavi h2500 4 года назад, логистические роботы применялись только для перевозки стеллажей в зоне комплектации заказа, — вспоминает Иван Бородин, директор компании-производителя логистических роботов Ronavi Robotics. — К 2019 году производители, как правило, имеют уже целые линейки роботов и функциональные модули для них. Так, Ronavi в 2020 году релизит робота-сортировщика мелких посылок и писем и робота для фулфилмент-центров. Таким образом, практически все процессы на складе становятся роботизированными, роботы существуют в единой экосистеме».

По словам эксперта, искусственный интеллект применяется для моделирования логистических процессов и управления роботами. «Наши партнеры, разработавшие систему управления роботами Robotics Management System (RMS), используют машинное обучение и искусственный интеллект для создания оптимальной конфигурации роботизированного склада и управления роботами, с учетом суточных и сезонных изменений потока заказов», — поясняет Иван Бородин.

Система RMS позволяет создавать цифровые двойники роботов для расчета экономических показателей, построения достоверной имитации и аналитики процессов роботизированного склада. Первая часть системы — транспортная — отвечает за распределение задач роя роботов, планирование одновременно выполняемых маршрутов, автоматическую зарядку, преодоление внештатных ситуаций. А вторая — умная система управления складом — на основе анализа исторических данных интегрирует множество технологий оптимизации хранения для повышения эффективности склада и динамически строит стратегию хранения.

Интеллектуальные роботы в разы повышают эффективность. «Автоматизация складских процессов позволяет снизить операционные расходы и количество ошибок, а также ускорить выполнение заказов. Например, по данным Business Insider, Amazon, к 2018 полностью роботизировал 26 складов, снизив операционные расходы на 20% — экономия составила сотни миллионов долларов, при этом компания выполнила в 10 раз больше работы с тем же числом сотрудников», — описывает эффективность применения роботов в логистике Иван Бородин, директор компании-производителя логистических роботов Ronavi Robotics.

Источник: VC.RU
Ссылка: vc.ru/tech/91723-evolyuciya-mashin-chemu-chelovek-uchit-robotov
Дата: 08 ноября 2019г.

Полироль кузова Soft 99 Color Evolution, для восстановления лакокрасочного покрытия чёрных автомобилей, флакон 100мл, (+губка, салфетка и перчатка), арт. 00503

Полироль кузова Soft 99 Color Evolution

Содержит в своем составе цветной пигмент, который усиливает цвет кузова и маскирует мелкие сколы. В Color Evolution использована новейшая технология «Pixel Coat». За счёт содержания высококачественной краски, уретана, акриловой смолы и воска, покрытие заставит блестеть корпус Вашего автомобиля с новой силой. Используйте для цветов, указанных на торце коробки.

Особенности

  • Усиливает цвет кузова.
  • Маскирует мелкие царапины.
  • Возвращает блеск корпусу автомобиля.
  • Продолжительность эффекта — до 3 месяцев (стойкость покрытия зависит от условий эксплуатации и первоначального состояния ЛКП)

Способ применения

Не обрабатывайте полиролью разогретый корпус. Избегайте работать под прямыми солнечными лучами. Рекомендуется обрабатывать кузов по частям (капот, двери и т.д.), следя за получаемым эффектом.

  1. Смойте с машины пыль и грязь автошампунем или используйте автомойку. Для лучшей адгезии рекомендуется обезжирить поверхность кузова. 
  2. Налейте немного полироли на губку и равномерно и разотрите по корпусу.
  3. Когда поверхность высохнет, разотрите прилагающейся салфеткой.
  4. Через 24 часа слой воска полностью высохнет, и поверхность приобретет красивый блеск.
  5. Если после первой обработки на корпусе остались царапины, повторите процедуру через 2-3 дня.

Производитель оставляет за собой право без уведомления менять характеристики, внешний вид, комплектацию товара и место его производства.

В случае, если в описании товара прямо не указано обратное, гарантийный срок на такой товар не установлен.

Развитие… машин - IEEE Future Directions

Грубый набросок эволюции машин к осознанию. Предоставлено: FDC SAS Initiative

Компания Symbiotic Autonomous Systems Initiative завершила свой первый WhitePaper (он станет доступен через веб-сайт SAS к середине ноября после завершения очистки). Это интересный документ, и в своих заключительных замечаниях он показывает возможную, ожидаемую эволюцию машин в направлении осведомленности в следующие десятилетия (горизонт установлен на 2050 год, но сегодня многое происходит, и многое будет сделано к следующему десятилетие).

Очевидно, что трудно, может быть, даже неразумно делать прогнозы на такой долгий период времени, однако это не связано с безумными предположениями, скорее речь идет о том, чтобы посмотреть, какие технологии предлагают сегодня, где проводятся исследования по всему миру, что на рынке требований и социальных побуждений, которые сделают эволюцию реальностью.

IEEE осведомлен о большинстве технологических исследований, и эта глобальная видимость делает предсказания в области симбиотических автономных систем упражнением в рациональности.

Итак, давайте взглянем на эту схематичную дорожную карту.

Машины

стали умнее и умнее благодаря постоянно растущим возможностям обработки, доступу к большим хранилищам локальных и удаленных данных, датчикам и средствам связи. У нас есть автомобили, которые продемонстрировали способность к автономному вождению, хотя они все еще редки, и на этом пути существуют нормативные препятствия (не говоря уже об их доступности с точки зрения стоимости). Базовая технология для беспилотных автомобилей существует сегодня, но она не совсем практична и не доступна.Но это уже вопрос времени, а не «возможности».

Эти беспилотные автомобили «осведомлены о контексте», то есть они «понимают» в оперативном смысле, что им нужно делать с учетом окружающего контекста. Они могут идентифицировать человека, идущего по тротуару, и оценить вероятность того, что он может внезапно перейти дорогу, а также оценить расстояние и скорость приближающегося автомобиля, чтобы оценить безопасность обгона предыдущей машины.

В ближайшее десятилетие понимание этого контекста будет становиться все более универсальным и, самое главное, доступным.Обратите внимание, что это не только автомобили. Роботы-пылесосы уже имеют какое-то понимание своего контекста, и это понимание будет расширяться, чтобы включать что-то вроде: «ммм, есть человек, который смотрит телешоу, поэтому лучше дождаться уборки, чтобы не беспокоить его, или обед только что закончил, так что сейчас самое время пропылесосить кухню…

Значительный вклад в развитие контекстно-зависимых машин внесут военные приложения, как это происходило в прошлом.Так что нетрудно предсказать, что машины станут контекстно-зависимыми, где и когда это будет иметь смысл.

Сегодня мы также замечаем, что ряд устройств взаимодействует с нами напрямую, в основном в области медицины, получая информацию о нашем статусе и, как следствие, действующих. Инсулиновые помпы становятся все умнее, обеспечивая точную дозу путем измерения глюкозы непосредственно в организме (умные контактные линзы доступны в лабораториях Google и Samsung и, скорее всего, в других исследовательских лабораториях, чтобы определять уровень сахара в слезах и сообщать его чип, который может действовать, доставляя необходимое количество инсулина).В следующем десятилетии эти устройства, вероятно, станут проактивными, анализируя поведение, угадывая ожидаемое и вводя инсулин, как только это станет разумным, не дожидаясь достижения пороговых значений. Машины с биоинтерфейсом позволят им подключаться к нервному окончанию, к метаболической системе, мышцам, нашим органам чувств и даже напрямую к мозгу. Следовательно, эволюция, которую мы можем ожидать, идет к расширенным машинам , расширенным за счет информации, предоставляемой живым существом, включая, конечно же, нас самих.Мы снова наблюдаем первые, хотя и грубые, появления усовершенствованных машин в роботах, таких как Бакстер, которые учатся, наблюдая за людьми, или в датчиках, использующих живые клетки для обнаружения определенных молекул. Конечно, инструменты «дополняются» людьми, которые их используют, но в данном случае мы не говорим об автономной системе. Молоток ничего не может сделать, если им не управляет рука (и мозг позади руки). Напротив, беспилотный автомобиль может работать автономно, но он также может извлечь выгоду из того, что водитель стоит рядом.В ближайшее десятилетие ситуация, когда люди могут «одолжить» свой мозг машине для увеличения ее интеллекта, станет все более распространенной.

Чтобы стать «умной», машина должна пройти определенный порог сложности, как и живые существа. Бактерия полностью работоспособна и в некотором смысле умна, но эта умность является следствием миллионов шагов эволюции, поколений, которые точно настраивали ее реакцию на окружающую среду. Чтобы получить местную разведку, вам нужно иметь гораздо более высокую сложность.Не все машины достигнут этих пороговых значений, но будут некоторые, которые будут объединяться в сложные системы, и в результате интеллект возникнет из всей системы. Эти машинные рои становятся возможными благодаря сетке связи, которая соединяет тысячи, миллионы из них, как муравейник заставляет разум возникать из тысяч муравьев, индивидуально не способных проявлять интеллект.

И рои машин, и машины с учетом контекста, вероятно, сделают следующий шаг, став с учетом машин .В известном смысле сложные живые существа являются примером этой эволюции. Можно увидеть наше человеческое тело как рой клеток, сотни миллиардов клеток, подключенных к контекстно-зависимой машине, мозгу, которые все вместе создают существо, которое «осознает». Будут ли эти машины «разумными» в том смысле, что они осознают, что они осведомлены? Мнения расходятся, и Белая книга SAS не заняла никакой позиции.

Восстание машин: развились ли технологии вне нашего контроля? | Книги

Активированный голосом гаджет в углу вашей спальни внезапно маниакально смеется и отправляет запись вашего разговора на подушке коллеге.Ролик о Peppa Pig , который ваш малыш смотрит на YouTube, неожиданно обрушивается на кровопролитие и смерть. Социальная сеть, которую вы используете для связи со старыми школьными друзьями, оказывает влияние на выборы и разжигает перевороты.

Что-то странное произошло с нашим мышлением - и в результате с миром происходят еще более странные вещи. Мы пришли к выводу, что все вычислимо и может быть решено с помощью применения новых технологий. Но эти технологии не являются нейтральными посредниками: они воплощают нашу политику и предубеждения, они выходят за пределы стран и правовых юрисдикций и все больше выходят за рамки понимания даже их создателей.В результате мы все меньше и меньше понимаем мир, поскольку эти мощные технологии берут на себя больший контроль над нашей повседневной жизнью.

В науке и обществе, в политике и образовании, в войне и торговле новые технологии не просто увеличивают наши способности, они активно формируют и направляют их к лучшему или к худшему. Если мы не понимаем, как функционируют сложные технологии, то их потенциал легче захватить эгоистичные элиты и корпорации. Результаты этого можно увидеть повсюду.Существует причинно-следственная связь между сложной непрозрачностью систем, с которыми мы сталкиваемся каждый день, и глобальными проблемами неравенства, насилия, популизма и фундаментализма.

Вместо утопического будущего, в котором технический прогресс проливает ослепительный освободительный свет на мир, мы, кажется, вступаем в новую темную эру, характеризуемую еще более причудливыми и непредвиденными событиями. Идеал Просвещения о более широком распространении информации не привел нас к большему пониманию и укреплению мира, но вместо этого, похоже, способствует социальному разделению, недоверию, теориям заговора и постфактуальной политике.Чтобы понять, что происходит, необходимо понять, как появились наши технологии и почему мы так сильно в них верим.

Облако - центральная метафора Интернета: глобальная система великой силы, которую почти невозможно понять

В 1950-х годах новый символ начал появляться на схемах, составленных инженерами-электриками для описания систем, которые они построили. : нечеткий круг, или пузырек, или пузырек мыслей. В конце концов, его форма приняла форму облака.Над чем бы ни работал инженер, он мог подключиться к этому облаку, и это все, что вам нужно было знать. Другое облако может быть энергосистемой, системой обмена данными или другой компьютерной сетью. Что бы ни. Это не имело значения. Облако было способом снизить сложность, оно позволяло вам сосредоточиться на текущих проблемах. Со временем, по мере того, как сети росли и становились все более взаимосвязанными, облако становилось все более важным. Это стало модным словом в бизнесе и точкой продажи. Это стало чем-то большим, чем просто условное обозначение инженерной мысли; это стало метафорой.

Сегодня облако - центральная метафора Интернета: глобальная система великой силы и энергии, которая, тем не менее, сохраняет ауру чего-то сверхъестественного, что почти невозможно понять. Мы работаем в нем; мы храним и извлекаем из него вещи; это то, что мы переживаем все время, не понимая, что это такое. Но у этой метафоры есть проблема: облако - это не какое-то волшебное далекое место, состоящее из водяного пара и радиоволн, где все просто работает. Это физическая инфраструктура, состоящая из телефонных линий, волоконной оптики, спутников, кабелей на дне океана и огромных складов, заполненных компьютерами, которые потребляют огромное количество воды и энергии.Облако поглощает многие из ранее весомых сооружений гражданской сферы: места, где мы делаем покупки, делаем банки, общаемся, берем книги и голосуем. Таким образом скрытые, они становятся менее заметными и менее поддающимися критике, исследованию, сохранению и регулированию.

Один из центров обработки данных Google в Айове, США. Фотография: KeystoneUSA-ZUMA / Rex Features

За последние несколько десятилетий торговые площадки по всему миру замолчали, поскольку людей заменили банки компьютеров, которые торгуют автоматически.Оцифровка означала, что торги как внутри, так и между фондовыми биржами могут происходить все быстрее и быстрее. Когда торговля перешла в руки машин, появилась возможность практически мгновенно реагировать. Алгоритмы высокочастотной торговли (HFT), разработанные бывшими аспирантами физики для использования преимуществ миллисекунд, вышли на рынок, и трейдеры дали им такие названия, как The Knife. Эти алгоритмы были способны извлекать доли цента на каждой сделке, и они могли делать это миллионы раз в день.

Что-то очень странное происходит на этих непрозрачных рынках с огромным ускорением. 6 мая 2010 года Dow Jones открылся ниже, чем в предыдущий день, и в течение следующих нескольких часов медленно падал в ответ на долговой кризис в Греции. Но в 14.42 индекс начал стремительно падать. Менее чем за пять минут более 600 точек были стерты с рынка. На самом низком уровне индекс был почти на 1000 пунктов ниже среднего значения предыдущего дня, что составляло разницу почти на 10% от его общего значения, и это было самым большим однодневным падением в истории рынка.К 15.07, всего за 25 минут, он восстановил почти все эти 600 пунктов, что стало самым большим и быстрым колебанием в истории.

В хаосе этих 25 минут 2 миллиарда акций на сумму 56 миллиардов долларов перешли из рук в руки. Еще более тревожно то, что многие заказы были выполнены по тому, что Комиссия по ценным бумагам и биржам назвала «иррациональными ценами»: от копейки до 100 000 долларов. Событие стало известно как «внезапная авария», и спустя годы оно все еще расследуется и обсуждается.

В то время как трейдеры могли играть в более длительную игру, машины, столкнувшись с неопределенностью, выбрались как можно быстрее.

В одном из отчетов регулирующих органов было обнаружено, что высокочастотные трейдеры усугубляли колебания цен.Среди различных программ HFT у многих были жестко запрограммированные точки продажи: цены, по которым они были запрограммированы на немедленную продажу своих акций. Когда цены начали падать, группы программ начали продавать одновременно. По мере прохождения каждой контрольной точки последующее падение цены запускало другой набор алгоритмов для автоматической продажи их акций, создавая эффект обратной связи. В результате цены падали быстрее, чем мог отреагировать любой трейдер-человек. В то время как опытные участники рынка могли бы стабилизировать падение, играя в более длительную игру, машины, столкнувшись с неопределенностью, вышли из строя как можно быстрее.

Другие теории винят алгоритмы в инициировании кризиса. Один из методов, который был идентифицирован в данных, - это HFT-программы, отправляющие на биржи большое количество «неисполнимых» приказов - то есть приказов на покупку или продажу акций, которые настолько сильно выходят за пределы их обычных цен, что они будут игнорироваться. Цель таких приказов не в том, чтобы на самом деле общаться или зарабатывать деньги, а в том, чтобы намеренно затуманивать систему, чтобы другие, более ценные сделки могли выполняться в неразберихе. Многие ордера, которые никогда не предназначались для исполнения, были фактически выполнены, что вызвало бешеную волатильность.

Сбои Flash - теперь признанная особенность расширенных рынков, но все еще плохо изучены. В октябре 2016 года алгоритмы отреагировали на негативные заголовки новостей о переговорах по Brexit, снизив курс фунта по отношению к доллару на 6% менее чем за две минуты, а затем почти сразу же восстановились. Узнать, какой именно заголовок или какой конкретный алгоритм вызвал сбой, практически невозможно. Когда один из беспорядочных алгоритмов начал размещать и отменять заказы, на которые в октябре 2012 года приходилось 4% всего трафика американских акций, один комментатор был вынужден иронично прокомментировать, что «мотив алгоритма все еще неясен».

23 апреля 2013 года в 13.07.2013 Associated Press разослало своим 2 миллионам подписчиков твит: «Взрыв: два взрыва в Белом доме, Барак Обама ранен». Сообщение было результатом взлома, о котором позже заявили Сирийской электронной армии, группе, аффилированной с президентом Сирии Башаром аль-Асадом. AP и другие журналисты быстро завалили сайт предупреждениями о том, что сообщение было ложным. Однако алгоритмы отслеживания последних новостей не обладали такой проницательностью. В 13.08 индекс Dow Jones резко упал.Еще до того, как большинство зрителей увидело твит, индекс упал на 150 пунктов менее чем за две минуты и вернулся к своему предыдущему значению. За это время он снизил рыночную стоимость акций на 136 миллиардов долларов.

Asus Zenbo. Zenbo, созданный как помощник для умного дома, использует камеры, чтобы он не ударялся о стены, а также динамики и микрофоны, которые позволяют ему реагировать на голосовые команды. Фото: Asus.com

Вычисления становятся все более многослойными и скрытыми внутри каждого объекта нашей жизни, и с их расширением увеличивается непрозрачность и непредсказуемость.Одним из преимуществ линейки «умных холодильников» Samsung в 2015 году была их интеграция с календарными службами Google, позволяющая владельцам планировать доставку продуктов с кухни. Это также означало, что хакеры, получившие доступ к тогда недостаточно защищенным машинам, могли прочитать пароли Gmail своих владельцев. Исследователи из Германии обнаружили способ вставки вредоносного кода в лампочки Philips Hue с поддержкой Wi-Fi, которые могут распространяться от прибора к прибору по всему зданию или даже городу, быстро включая и выключая свет и - в одном из возможных сценариев - вызывая светочувствительную эпилепсию. .Этому подходу отдает предпочтение Байрон Лампочка в романе Томаса Пинчона Gravity’s Rainbow , акте грандиозного восстания маленьких машин против тирании их создателей. Когда-то выдуманные возможности технологического насилия реализуются Интернетом вещей.

В романе Кима Стэнли Робинсона « Аврора » интеллектуальный космический корабль перевозит человеческий экипаж с Земли на далекую звезду. Путешествие займет несколько жизней, поэтому одна из задач корабля - обеспечить людям заботу о себе.Когда их хрупкое общество рушится, угрожая миссии, корабль развертывает системы безопасности в качестве средства контроля: он может видеть повсюду через датчики, открывать или закрывать двери по желанию, говорить через свое коммуникационное оборудование так громко, что это причиняет физическую боль , а также использовать системы пожаротушения, чтобы снизить уровень кислорода в определенном помещении.

Это примерно тот же набор операций, который сейчас доступен у Google Home и его партнеров: сеть подключенных к Интернету камер для домашней безопасности, умные замки на дверях, термостат, способный повышать и понижать температуру в отдельных комнатах, и система обнаружения пожара и проникновения, подающая пронзительную аварийную тревогу.Любой успешный хакер будет иметь те же полномочия, что и Аврора над своей командой, или Байрон над своими ненавистными хозяевами.

Прежде чем отбрасывать такие сценарии, как лихорадочные мечты писателей-фантастов, еще раз рассмотрим мошеннические алгоритмы на фондовых биржах. Это не отдельные события, а повседневные явления в сложных системах. Тогда возникает вопрос: как будет выглядеть мошеннический алгоритм или внезапный сбой в более широкой реальности?

Будет ли это выглядеть, например, как Mirai, программа, которая 21 октября 2016 года отключила большую часть Интернета на несколько часов? Когда исследователи копались в Mirai, они обнаружили, что он нацелен на плохо защищенные подключенные к Интернету устройства - от камер видеонаблюдения до цифровых видеомагнитофонов - и превращает их в армию ботов.Всего за несколько недель Mirai заразила полмиллиона устройств, и ему потребовалось всего 10% этой емкости, чтобы вывести из строя основные сети на несколько часов.

Президент Махмуд Ахмадинежад посещает ядерный объект в Натанзе, Иран, 2008 г. Фотография: Ho New / Reuters / REUTERS

Mirai на самом деле выглядит не так сильно, как Stuxnet, еще один вирус, обнаруженный в системах промышленного контроля гидроэлектростанций и заводов. сборочные линии в 2010 году. Stuxnet был кибероружием военного уровня; при вскрытии выяснилось, что он был нацелен именно на центрифуги Siemens и сконструирован таким образом, чтобы срабатывать при обнаружении объекта, на котором было определенное количество таких машин.Этот номер соответствует одному конкретному объекту: ядерному объекту в Натанзе в Иране. При активации программа незаметно разрушала бы важные компоненты центрифуг, вызывая их выход из строя и нарушая иранскую программу обогащения.

Атака была частично успешной, но влияние на другие зараженные объекты неизвестно. По сей день, несмотря на очевидные подозрения, никто не знает, откуда взялся Stuxnet и кто его создал. Никто не знает наверняка, кто разработал Mirai, и откуда может появиться его следующая итерация, но он может быть там прямо сейчас, размножаясь в камере видеонаблюдения в вашем офисе или в чайнике с Wi-Fi в углу вашей кухни.

А может, авария будет похожа на серию блокбастеров, потворствующих правым заговорам и фантазиям о выживании, от квази-фашистских супергероев (сериал «Капитан Америка и Бэтмен») до оправданий пыток и убийств ( Zero Dark Thirty , American Снайпер ). В Голливуде студии запускают свои сценарии через нейронные сети компании под названием Epagogix, систему, обученную на неустановленных предпочтениях миллионов кинозрителей, разработанную десятилетиями для того, чтобы предсказать, какие линии будут нажимать правильные - то есть самые прибыльные - эмоциональные кнопки.Алгоритмические механизмы, улучшенные данными из Netflix, Hulu, YouTube и других, с доступом к поминутным предпочтениям миллионов зрителей, приобретают уровень когнитивной проницательности, о котором не мечтали предыдущие режимы. Питаясь непосредственно измотанными, наблюдающими за выпивкой желаниями насыщенных новостями потребителей, сеть включается сама по себе, отражая, усиливая и усиливая паранойю, присущую системе.

Квази-фашист… Бэтмен, которого играет Кристиан Бэйл, в фильме «Темный рыцарь: восстание 2012».Allstar / Warner Bros.

Разработчики игр вступают в бесконечные циклы обновлений и покупок в приложении, управляемые интерфейсами A / B-тестирования и мониторингом поведения игроков в реальном времени. У них такое тонкое понимание нейронных путей, производящих дофамин, что подростки умирают от истощения перед своими компьютерами, не в силах оторваться.

Или, может быть, авария вспышки будет похожа на кошмар, транслируемый по сети на всеобщее обозрение? Летом 2015 года клиника по лечению нарушений сна при больнице в Афинах была загружена как никогда: долговой кризис страны пережил самый неспокойный период.Среди пациентов были высокопоставленные политики и государственные служащие, но машины, к которым они проводили ночи, подключенные, отслеживая их дыхание, их движения, даже то, что они говорили вслух во сне, отправляли эту информацию вместе с их личными медицинскими данными. , вернемся к фермам диагностических данных производителей в Северной Европе. Какой шепот может вырваться из таких помещений?

Пользователям рекомендуется держать свои телефоны в кроватях, чтобы записывать режим сна.Куда делись все эти данные?

Мы можем записывать каждый аспект нашей повседневной жизни, прикрепляя технологии к поверхности нашего тела, убеждая нас, что мы тоже можем быть оптимизированы и модернизированы, как наши устройства. Умные браслеты и приложения для смартфонов со встроенными счетчиками шагов и мониторами кожно-гальванической реакции отслеживают не только наше местоположение, но и каждое дыхание и сердцебиение, даже модели наших мозговых волн. Пользователям рекомендуется класть телефоны рядом с собой на кровати на ночь, чтобы можно было записать их режим сна.Куда деваются все эти данные, кому они принадлежат и когда они могут появиться? Данные о наших снах, наших ночных кошмарах и утренних потоотделениях, о самой сущности нашего бессознательного «я», превращаются в еще большее топливо для систем, как безжалостных, так и непостижимых.

Или, возможно, внезапный крах в действительности выглядит точно так же, как все, что мы переживаем прямо сейчас: растущее экономическое неравенство, распад национального государства и милитаризация границ, тотальное глобальное наблюдение и ограничение индивидуальных свобод, торжество транснациональных корпорации и нейрокогнитивный капитализм, рост крайне правых групп и нативистских идеологий, а также деградация окружающей среды.Ни один из них не является прямым результатом новых технологий, но все они являются продуктом общей неспособности воспринимать более широкие сетевые эффекты индивидуальных и корпоративных действий, ускоренные непрозрачной технологически увеличенной сложностью.

В 1997 году в Нью-Йорке чемпион мира по шахматам Гарри Каспаров во второй раз встретился с Deep Blue, компьютером, специально разработанным IBM, чтобы победить его. Когда он проиграл, он утверждал, что некоторые движения Deep Blue были настолько умными и креативными, что они, должно быть, были результатом вмешательства человека.Но мы понимаем, почему Deep Blue сделал эти ходы: процесс их выбора был в конечном итоге методом грубой силы, массивно-параллельной архитектурой из 14 000 специально разработанных шахматных фишек, способных анализировать 200 метров позиций на доске в секунду. Каспарова не переиграли, его просто переиграли.

Outgunned… чемпион по шахматам Гарри Каспаров играет против компьютера IBM Deep Blue. Фотография: Берни Нуньес / Getty Images

К тому времени, когда в 2016 году программа AlphaGo на базе Google Brain обошла корейского профессионального игрока в го Ли Седола, кое-что изменилось.Во второй из пяти игр AlphaGo сделала ход, который оглушил Седола, поместив один из его камней на дальнюю сторону доски. «Это очень странный ход», - сказал один комментатор. «Я думал, что это ошибка», - сказал другой. Фань Хуэй, опытный игрок в го, который был первым профессионалом, проигравшим машине шесть месяцев назад, сказал: «Это не человеческий шаг. Я никогда не видел, чтобы человек делал этот ход ».

AlphaGo выиграла игру и серию. Инженеры AlphaGo разработали программное обеспечение, заполнив нейронную сеть миллионами ходов опытных игроков в го, а затем заставив ее играть в миллионы раз больше, разработав стратегии, которые опережали стратегии игроков.Но его собственное представление об этих стратегиях неразборчиво: мы можем видеть шаги, которые он сделал, но не то, как он решил их сделать.

Покойный Иэн М. Бэнкс назвал место, где происходили эти ходы, «Infinite Fun Space». В романах Бэнкса о научной фантастике его культурной цивилизацией управляют доброжелательные сверхразумные ИИ, называемые просто Разумами. Хотя изначально умы были созданы людьми, они давно изменились, перестроились и стали всемогущими. Управляя кораблями и планетами, руководя войнами и заботясь о миллиардах людей, Умы также занимаются своими собственными удовольствиями.Способные моделировать целые вселенные в своем воображении, некоторые Умы навсегда уходят в Бесконечное Веселое Пространство, область метаматематических возможностей, доступную только сверхчеловеческому искусственному разуму.

В 2016 году в трех сетях Google разработали частную форму шифрования. Машины учатся хранить свои секреты

Многие из нас знакомы с Google Translate, запущенным в 2006 году, с использованием метода, называемого статистическим языковым выводом.Вместо того, чтобы пытаться понять, как на самом деле работают языки, система впитала обширную совокупность существующих переводов: параллельные тексты с одинаковым содержанием на разных языках. Просто сопоставив слова друг с другом, он удалил человеческое понимание из уравнения и заменил его корреляцией, управляемой данными.

Translate был известен своими юмористическими ошибками, но в 2016 году система начала использовать нейронную сеть, разработанную Google Brain, и ее возможности значительно улучшились.Вместо того, чтобы просто делать перекрестные ссылки на груды текстов, сеть строит свою собственную модель мира, и в результате получается не набор двухмерных связей между словами, а карта всей территории. В этой новой архитектуре слова кодируются по расстоянию друг от друга в сетке значений - сетке, которую может понять только компьютер.

В то время как человек может достаточно легко провести линию между словами «резервуар» и «вода», быстро становится невозможным провести на одной карте линии между «резервуаром» и «революцией», между «водой» и «жидкостью». ”, И все эмоции и выводы, которые возникают из этих связей.Таким образом, карта многомерна и простирается в большем количестве направлений, чем может вместить человеческий разум. Как прокомментировал один инженер Google, когда журналист преследовал его за изображение такой системы: «Обычно мне не нравится пытаться визуализировать многомерные векторы в трехмерном пространстве». Это невидимое пространство, в котором машинное обучение имеет значение. Помимо того, что мы неспособны визуализировать, есть то, что мы не способны даже понять.

В том же году другие исследователи из Google Brain создали три сети под названием Алиса, Боб и Ева.Их задачей было научиться шифровать информацию. Алиса и Боб оба знали число - ключ в криптографических терминах, - который не был известен Еве. Алиса выполняла некоторую операцию над строкой текста, а затем отправляла ее Бобу и Еве. Если Боб мог расшифровать сообщение, оценка Алисы увеличилась; но если бы Ева могла, счет Алисы уменьшился.

За тысячи итераций Алиса и Боб научились общаться без того, чтобы Ева взламывала их код: они разработали частную форму шифрования, подобную той, которая используется сегодня в частных электронных письмах.Но что очень важно, мы не понимаем, как работает это шифрование. Его работа заблокирована глубокими слоями сети. То, что скрыто от Евы, скрыто и от нас. Машины учатся хранить свои секреты.

«Мы не можем забыть о сети; мы можем мыслить только сквозь него и внутри него ». Фотография: Alamy Stock Photo

То, как мы понимаем и думаем о своем месте в мире, а также о нашем отношении друг к другу и к машинам, в конечном итоге решит, куда наши технологии приведут нас. Мы не можем забыть о сети; мы можем только мыслить и внутри него.Технологии, которые формируют и формируют наше нынешнее восприятие реальности, никуда не денутся, и во многих случаях мы не должны этого желать. Наши нынешние системы жизнеобеспечения на планете с населением 7,5 миллиардов человек и их рост зависят от них. Наше понимание этих систем и осознанный выбор, который мы делаем при их разработке, остаются полностью в пределах наших возможностей. Мы не бессильны и не лишены свободы воли. Нам нужно только подумать, и подумать еще раз, и продолжать думать. Этого требует сеть - мы, наши машины и вещи, которые мы думаем и открываем вместе.

Вычислительные системы как инструменты подчеркивают один из самых важных аспектов человечества: нашу способность эффективно действовать в мире и формировать его в соответствии с нашими желаниями. Но раскрытие и формулирование этих желаний и обеспечение того, чтобы они не унижали, не подавляли, не стирали или не стирали желания других, остается нашей прерогативой.

Когда Каспаров потерпел поражение в 1997 году, он не бросил игру. Год спустя он вернулся к соревновательной игре в новом формате: продвинутые, или кентавровые, шахматы.В продвинутых шахматах люди не соревнуются с машинами, а сотрудничают с ними. И быстро стало ясно, что из этого подхода получилось кое-что очень интересное. В то время как даже шахматный компьютер среднего уровня сегодня может протереть пол с большинством гроссмейстеров, средний игрок в паре со средним компьютером способен обыграть самый сложный суперкомпьютер - и игра, являющаяся результатом такого сочетания способов мышления, произвела революцию в игре. . Еще неизвестно, возможно ли - или будет ли разрешено - сотрудничество с такими сложными машинами и системами управления, которые сейчас разрабатываются, но понимание и совместное мышление предлагают более обнадеживающий путь вперед, чем обфускация и доминирование.

Наши технологии - это расширения нас самих, зашифрованные в машинах и инфраструктурах, в рамках знаний и действий. Компьютеры здесь не для того, чтобы дать нам все ответы, а для того, чтобы позволить нам по-новому задавать вопросы вселенной

  • «Новый темный век: технологии и конец будущего» Джеймса Брайдла опубликована Verso. Чтобы заказать копию за 14,44 фунтов стерлингов, зайдите на сайт guardianbookshop.com или позвоните по телефону 0330 333 6846. Бесплатная доставка по Великобритании на сумму более 10 фунтов стерлингов, только онлайн-заказы.Телефонные заказы мин. p & p 1,99 фунта стерлингов.

Эволюция человека в эпоху интеллектуальной машины на JSTOR

Abstract

Системный анализ будущей эволюции человека может быть проведен путем анализа биологического материала галактики на три подсистемы: человек, разумные машины и разумные внеземные организмы. К этой системе применяется биномиальная интерпретация, в которой каждой из подсистем присваивается обозначение успеха или неудачи.Для человека это две альтернативы, соответственно, «упадок» или «процветание», для машины - «стать разумным» или «оставаться немым», в то время как для внеземного разума дихотомия - это «существование» или «небытие». Выбор каждой из трех подсистем дает в общей сложности восемь возможных состояний системы. Относительное отсутствие интеграции между компонентами мозга делает человека слабым эволюционным конкурентом по сравнению с машинами. Считается, что машины должны стать доминирующими на Земле в течение 100 лет, вероятно, посредством продолжения развития существующих человеко-машинных систем.Могут существовать продвинутые формы внеземного разума, но их слишком сложно наблюдать. Рассмотрены перспективы общения с внеземным разумом.

Информация о журнале

Леонардо был основан в 1968 году с целью стать международным каналом коммуникации для художников, использующих науку и развивающие технологии в своей работе. Сегодня «Леонардо» - ведущий международный журнал для читателей, интересующихся применением современной науки и технологий в искусстве и музыке.Подписка Leonardo имеет множество преимуществ. Подписка на «Леонардо» включает в себя «Музыкальный журнал Леонардо», ISSN 0961-1215 (включая компакт-диск), в котором представлены последние достижения в области музыки, мультимедийного искусства, звуковой науки и технологий. Кроме того, подписчики Leonardo становятся членами Leonardo / ISAST (Международного общества искусств, наук и технологий) и получают скидки на все публикации Общества. Подписчики Леонардо также получают доступ к электронному альманаху Леонардо.

Информация об издателе

Одна из крупнейших университетских издательств в мире, MIT Press издает более 200 новых книг каждый год, а также 30 журналов по искусству и гуманитарным наукам, экономике, международным отношениям, истории, политологии, науке и технологиям, а также по другим дисциплинам. Мы были одними из первых университетских издательств, которые предлагали названия в электронном виде, и мы продолжаем внедрять технологии, которые позволяют нам лучше поддерживать научную миссию и широко распространять наш контент.Энтузиазм прессы к инновациям находит отражение в том, что мы постоянно исследуем этот рубеж. С конца 1960-х годов мы экспериментировали с поколениями электронных издательских инструментов. Благодаря нашей приверженности новым продуктам - будь то электронные журналы или совершенно новые формы коммуникации - мы продолжаем искать наиболее эффективные и действенные средства обслуживания наших читателей. Наши читатели ожидают от наших продуктов превосходного качества и могут рассчитывать на то, что мы сохраним приверженность созданию строгих и инновационных информационных продуктов в любых формах, которые может принести будущее издательского дела.

Эволюция машин | журнал симметрии

По всему миру существует экосистема ускорителей крупных частиц, где физики собираются для изучения самых сложных деталей материи.

Эти ускорители - чудеса инженерной мысли. От планирования до строительства, эксплуатации и выхода на пенсию - их продолжительность жизни растягивается на десятилетия.

Но чтобы получить максимальную отдачу от вложенных в них талантов и финансирования, лаборатории, планирующие такие масштабные проекты, должны думать и в более долгосрочной перспективе: чем эти проекты могут стать в их следующей жизни?

Следующие примеры показывают, как некоторые из крупных физических машин в мире эволюционировали, чтобы оставаться на переднем крае науки и техники.

Тот же туннель, новые столкновения

До того, как в исследовательском центре ЦЕРН в Женеве, Швейцария, появился Большой адронный коллайдер, у него был Большой электрон-позитронный коллайдер. LEP был крупнейшим из когда-либо построенных электрон-позитронных коллайдеров, занимавшим почти 17-мильный круглый туннель, прорыванный под границей Швейцарии и Франции. На то, чтобы полностью выкопать и построить туннель, потребовалось три года.

Первый пучок частиц прошел вокруг кольцевого коллайдера LEP в 1989 году. Задолго до этого международная группа физиков и инженеров CERN уже думала о том, какой могла бы быть следующая машина CERN.

«Люди говорили:« Что ж, если мы создадим LEP, мы должны сделать его совместимым с [тогда предложенным] Большим адронным коллайдером », - говорит Джеймс Гиллис, старший советник по коммуникациям и член отдела стратегического планирования и оценки. блок в ЦЕРН. «Если вы хотите иметь предприятие в будущем, вам часто приходится привлекать людей, которые только что закончили проектировать одну машину, чтобы они начали думать о следующей».

Разработчики

LEP выбрали энергию для коллайдера, который будет массово производить Z-бозоны, фундаментальные частицы, обнаруженные в ходе более ранних экспериментов в ЦЕРНе.LHC будет шагом вперед по сравнению с LEP, достигнув более высоких энергий, которые, как надеялись ученые, могли произвести бозон Хиггса. В 1960-х теоретики предложили Хиггса как способ объяснения происхождения массы элементарных частиц. И новая машина, которую нужно будет найти, может быть построена в том же 17-мильном туннеле, который вырыли для LEP.

Инженеры начали работу над LHC, когда LEP еще работал. Новая машина требовала расширения подземных пространств - ей требовались детекторы большего размера и новые экспериментальные залы.

«Это было сложно, потому что пещеры огромны. По мере того, как они копались, давление на туннель LEP было уменьшено, и балка LEP потребовала перенастройки », - говорит Гиллис. «Так что вам постоянно приходилось настраивать коллайдер для экспериментов, пока вы копали».

После того, как LEP достиг максимальной мощности в 2000 году, он был выключен. По словам Гиллис, туннель остался прежним, но было много других изменений. Только один из детекторов LEP, DELPHI, остается под землей в ЦЕРНе в качестве точки для посетителей.

В 2012 году ученые LHC объявили об открытии долгожданного бозона Хиггса. Планируется, что LHC продолжит работу как минимум до 2035 года, постепенно увеличивая интенсивность столкновений его частиц. Исследования и разработки преемника ускорителя уже ведутся. Возможности включают в себя LHC с более высокой энергией, компактный линейный коллайдер или еще больший круговой коллайдер.

Большой электрон-позитронный коллайдер

Место нахождения: ЦЕРН - Женева, Швейцария

Первый луч: 1989

Ссылка на LEP Timeline: Timeline

Предоставлено ЦЕРН

Большой адронный коллайдер

Место нахождения: ЦЕРН - Женева, Швейцария

Первый луч: 2008

Ссылка на LHC Timeline: Timeline

Предоставлено ЦЕРН

Мощная наука

За десятилетия до появления БАК в пригороде Чикаго находился самый мощный коллайдер в мире: Тэватрон.Серия ускорителей в Национальной ускорительной лаборатории Ферми разогнала протоны и антипротоны почти до скорости света. В последнем, 4-мильном кольце Тэватрон, частицы достигли рекордных уровней энергии, и более 1000 сверхпроводящих магнитов привели их к столкновениям. Физики использовали тэватрон, чтобы провести первое прямое измерение тау-нейтрино и открыть топ-кварк, последний наблюдаемый лептон и кварк, соответственно, в Стандартной модели.

Тэватрон был остановлен в 2011 году после того, как LHC заработал на своей скорости, но остальная часть ускорительной инфраструктуры Фермилаба все еще усердно работала, поддерживая исследования в области физики элементарных частиц, особенно в отношении обильных, загадочных и трудно обнаруживаемых нейтрино.

Начиная с 1999 года, новый двухмильный круговой ускоритель, названный «Главный инжектор», был добавлен к комплексу Фермилаб, чтобы увеличить количество столкновений частиц Тэватрона в десять раз. В туннеле к нему присоединился Recycler, кольцо с постоянным магнитом, которое хранит и охлаждает антипротоны.

Но еще до того, как Главный инжектор был построен, ученые определили вторую цель: создание мощных пучков нейтрино для экспериментов в Иллинойсе и в 500 милях от него, в Миннесоте.К 2005 году протонный пучок, циркулирующий в главном инжекторе, выполнял двойную функцию: отправлял все более интенсивные пучки на коллайдер Тэватрон и врезался в цель, чтобы произвести нейтрино. После остановки Тэватрона сам Ресайклер был переработан, чтобы увеличить мощность протонного пучка для исследования нейтрино.

«Я до сих пор удивляюсь тому, как мы можем использовать Recycler. Переход может быть затруднительным, если машина изначально не была построена для этой цели », - говорит Иоанис Курбанис, руководитель отдела главного инжектора в Fermilab.

Пучок нейтрино

Fermilab уже является самым интенсивным в мире, но лаборатория планирует усовершенствовать его за счет будущих усовершенствований главного инжектора и ресайклера, а также построить совершенно новый канал нейтринного излучения.

Нейтрино почти никогда не взаимодействуют с веществом, поэтому они могут проходить прямо через Землю на пути к детекторам на месте и другим объектам, находящимся на расстоянии нескольких сотен миль. Ученые надеются узнать больше о нейтрино и их возможной роли в формировании нашей ранней Вселенной.

Новый канал будет частью установки для нейтрино с длинной базой, которая будет отправлять нейтрино на 800 миль под землей к массивным детекторам глубиной в милю в эксперименте Deep Underground Neutrino Experiment. Ученые со всего мира будут использовать данные DUNE, чтобы ответить на вопросы о нейтрино, благодаря переделанным частям ускорительного комплекса Fermilab.

Тэватрон

Расположение: Фермилаб — Батавия, Иллинойс

Первый луч: 1983

Ссылка на Тэватрон Хронология: Хронология

Предоставлено Fermilab

Нейтрино на пучке главного инжектора (NuMI)

Расположение: Фермилаб — Батавия, Иллинойс

Первый луч: 2004

Ссылка на Fermilab Timeline: Timeline

Предоставлено Fermilab

Монстр-ускоритель

Когда физикам впервые пришла в голову идея построить двухмильный линейный ускоритель в том, что сейчас называется Национальной ускорительной лабораторией SLAC, управляемой Стэнфордским университетом, они назвали это «Проект М», что означает «Монстр».Инженеры начали строить его по чертежам, нарисованным вручную. После завершения машина смогла ускорить электроны до скорости, близкой к скорости света, и в мае 1966 года был получен первый пучок частиц.

Научное назначение ускорителя претерпело несколько итераций экспериментов по физике элементарных частиц на протяжении десятилетий, от экспериментов с фиксированной мишенью до Стэнфордского линейного коллайдера (единственный из когда-либо построенных электронно-позитронных линейных коллайдеров) и инжектора для кольцевого коллайдера, позитронно-позитронного коллайдера. Электронный проект.

Эти эксперименты привели к открытию того, что протоны состоят из кварков, первому доказательству существования очарованного кварка (посредством наблюдений за частицей Дж / пси, обнаруженной совместно с исследователями из Массачусетского технологического института) и открытию тау-лептона.

В 2009 году лаборатория использовала ускоритель в качестве основы для другого типа научной машины - рентгеновского лазера на свободных электронах, линейного ускорителя когерентного источника света.

«Оглядываясь назад, можно сказать, что SLAC был единственным местом в мире с линейным ускорителем, способным управлять лазером на свободных электронах», - говорит Клаудио Пеллегрини, заслуженный профессор физики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, приглашенный ученый и профессор-консультант SLAC.Пеллегрини первым предложил идею преобразования линейного ускорителя SLAC.

Новый аппарат, созданный Управлением науки Министерства энергетики США, станет первым в мире лазером такого типа, который может производить чрезвычайно яркое жесткое рентгеновское излучение, высокоэнергетическое рентгеновское излучение, которое позволит ученым делать снимки атомов и молекул.

«Большая часть физики и многие инструменты, изученные и разработанные во время работы Стэнфордского линейного коллайдера, были напрямую применимы к лазеру на свободных электронах», - говорит Лия Мерминга, глава управления ускорителей SLAC.«Это было важным фактором в вводе LCLS в рекордно короткие сроки. Без опыта Стэнфордского линейного коллайдера этот значительный объем работ пришлось бы заново изобретать и воспроизводить практически с нуля ».

Немного о самом ускорителе нужно было изменить. Но для создания лазера на свободных электронах ученым потребовалось разработать новую деталь: электронную пушку, устройство, которое генерирует электроны, которые вводятся в ускоритель. Сотрудничество нескольких национальных лабораторий и Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе создало новый тип электронной пушки для LCLS, в то время как другие национальные лаборатории помогли создать ондуляторы, серию магнитов, которые будут двигать электроны для создания рентгеновских лучей.

LCLS использовала только последнюю треть исходного линейного ускорителя SLAC. В части оставшейся части ученые разрабатывают плазменное кильватерное поле и другие новые методы ускорения частиц.

Для следующей итерации рентгеновского лазера, LCLS-II, ученые стремятся создать еще более яркий лазер, который будет генерировать 1 миллион импульсов в секунду, что позволит им наблюдать редкие и исключительно кратковременные события.

Для этого им нужно будет заменить оригинальные медные конструкции на сверхпроводящую технологию.Технология основана на проектах большого международного линейного коллайдера, который предлагается построить в Японии.

«Я в восторге от предвидения первоначальных разработчиков линейного ускорителя SLAC», - добавляет Мерминга. «Мы так много смогли сделать с этой машиной, и конца еще не видно».

Эксперименты с фиксированной мишенью и коллайдером

Расположение: SLAC — Менло-Парк, Калифорния

Первый луч: 1966

Ссылка на временную шкалу SLAC: временная шкала

Предоставлено SLAC

Когерентный источник света линейного ускорителя

Расположение: SLAC — Менло-Парк, Калифорния

Первый луч: 2009

Ссылка на временную шкалу SLAC: временная шкала

Предоставлено SLAC

Увлекательная история и эволюция роботов

История роботов сочетает в себе лучшее из научной фантастики и реальных технологий.От Исаака Азимова до современных промышленных роботов - продолжайте читать, чтобы исследовать увлекательную историю робототехники.


Когда многие американцы думают о слове «робот», сразу приходят на ум годы научно-фантастических образов и боевиков. И хотя научная фантастика часто не попадает в цель, история роботов на самом деле в большом долгу перед мастерами научной фантастики, такими как Айзек Азимов.

Однако, чтобы по-настоящему понять историю и эволюцию робототехники, мы должны дать определение этому термину.Это на удивление сложно сделать. Для наших целей мы собираемся определить робота как машину, способную выполнять рутинные или сложные действия, запрограммированные инженерами. Сегодня роботов можно использовать для хирургии, массажа, исследования космоса, производства и анализа кода, но первые роботы были гораздо более примитивными - они были инструментами, которые могли определять время, или автомотомами, которые могли работать для развлечения.

В широком смысле люди разрабатывают робототехнику и автоматы на протяжении сотен лет.Имея это в виду, давайте рассмотрим любопытную историю роботов и то, как далеко мы продвинулись в области робототехники.

Изобретайте, как египтянин: ранняя робототехника


Египетские водяные часы - один из самых первых случаев «робототехники» в истории человечества. Самый старый образец водяных часов, найденный в гробнице Аменхотепа I, датируется 1500 годом до нашей эры.

На внутреннем контейнере с измерительными линиями нанесены часы слива воды.Емкость была заполнена водой, которая со временем капала. Чтобы узнать время, владелец просто проверил измерение воды. Представьте, что вам нужно наполнить часы водой только после того, как разрядился аккумулятор.

Однако, что действительно сделало это изобретение замечательным, так это не использование воды для определения времени. Скорее, это было то, что сила воды в часах била в гонги или колокола в час с человеческими фигурками.

Греция начала использовать водяные часы в 325 году до нашей эры. И всего 25 лет спустя греческий математик Архитас изобрел второе известное достижение в области робототехники.Archytas спроектировал и построил то, что теперь называется The Pigeon, механическую птицу, которую можно было поднять в воздух с помощью пара.

Леонардо да Винчи был еще одним выдающимся инженером. В 1495 году да Винчи спроектировал и построил то, что сейчас называется Робот-рыцарь. Согласно «Потерянным роботам Леонардо» Марка Эллинга Росхайма, робот мог сидеть, стоять и двигать руками с помощью шкивов и тросов.

Утки и трубы: эволюция автоматизации


В западном мире мы по-настоящему увидели эволюцию современной автоматизации только в 17 веке.Французский изобретатель Жак де Вокансон разработал три автомата. Первый автомат мог играть на флейте до 12 песен. Мы можем только поблагодарить Де Вокансона за то, что это был не диктофон.

Второй автомат мог играть на бубне, барабане и флейте. И третья, и самая известная, была утка.

Утка была способна махать крыльями, двигаться, крякать и даже «есть». Реальные движения и звуки можно сравнить с сегодняшней куклой. Однако первый современный автомат был изобретен в 1810 году Фридрихом Кауфманом из Германии.Этот робот был разработан, чтобы выглядеть как солдат. Используя автоматические мехи, солдат трубил в трубу.

Разработки в области механического программирования


Разработкой механического программирования занималась Ада Лавлейс. Ада Байрон, графиня Лавлейс, была английским математиком, известным написавшим первый алгоритм для аналитической машины.

Аналитическая машина была компьютером общего назначения, предложенным мужем Лавлейс Чарльзом Бэббиджем, другим математиком.Именно Лавлейс смог распознать применение машины и объяснить ее функции британскому истеблишменту в период с 1842 по 1843 год.

Лавлейс умер в возрасте 36 лет, и Бэббидж так и не смог завершить аналитическую машину. Однако двигатель послужил предшественником современного цифрового компьютера.

Дальнейшее развитие: началось с 1800-х годов и теперь мы здесь


В 1898 году знаменитый инвентарь Никола Тесла сконструировал беспроводную торпеду, которой можно было управлять с помощью пульта дистанционного управления.Это был процесс, который он назвал «телеавтоматикой», и роботизированная торпеда была продемонстрирована в Мэдисон-Сквер-Гарден.

Однако термин «робот» не использовался до 1921 года, когда Карел Чапек, чешский писатель, придумал это слово для описания автоматов в художественной литературе. Дополнительный термин «робототехника» позже стал известен писателем Айзеком Азимовым в 1942 году. После мировых войн роботы Айзека Азимова захватили не только популярное воображение послевоенной Америки; они положили начало новой эре в истории робототехники.

Уже в 1946 году был официально построен электронный числовой интегратор и компьютер, или ENIAC. ENIAC был одним из первых электронных компьютеров общего назначения и был запрограммирован Бетти Дженнингс, Фрэнсис Спенс, Марлин Вескоф, Кей МакНалти, Бетти Снайдер, Рут Лихтерман и другими. Примечательно, что Адель Голдстайн является автором руководства по программе ENIAC.

Затем, в 1950 году Ида Роудс стала соавтором языка программирования C-10 для UNIVAC I.UNIVAC I был компьютерной системой, которая позже будет использоваться для определения результатов переписи населения США. Также в 1950 году Джордж Девол изобрел Unimate, первого промышленного робота. Unimate может транспортировать отливки под давлением и сваривать их в автомобили. Подобно современной автоматизации в производстве и других отраслях промышленности, эти промышленные роботы могут быть запрограммированы для выполнения определенной функции в качестве средства замены неквалифицированной рабочей силы. Unimate был одной из важнейших вех в истории роботов.

1960-е и 1970-е были десятилетиями ручных автоматов.Shakey (1966), Stanford Arm (1969) и Silver Arm (1974) привели к появлению Puma350 (1985) и CyberKnife (1992), которые стали инновационной роботизированной технологией в области медицины.

На самом деле, эти похожие на руки автоматы во многом напоминают современную робототехнику. Одним из таких роботов, разработанных Альбертом Чжаном, является Expert Manipulative Massage Automation или Emma. Эмма, продукт сингапурского стартапа AiTreat, представляет собой однорукий робот, созданный для оказания лечебного массажа пациентам-людям.

Современная робототехника в повседневной жизни


Автоматизированная часть робототехники хорошо известна многим американцам, даже если они не получили названия.Как часто вы замечали автоматические машины в течение трех часов, которые вы были втянуты в просмотр «Как это сделано»?

Эти автоматизированные машины заменяют повторяющийся ручной труд, чтобы дать людям возможность осваивать новые навыки в той же области. Например, в судоходной отрасли среднестатистическому сотруднику требуется 15 секунд, чтобы собрать полную коробку (включая пузырчатую пленку, ленту и штрих-код) для отправки.

Чтобы собрать коробку за это время, требуются знания, техника и скорость.Но за такую ​​работу не платят высокой зарплаты.

Робототехника, заменяющая ручной труд, например сборка коробок, открывает новые вакансии в отрасли. Эти должности требуют большей квалификации и более высокой заработной платы.

Дальнейшее развитие технологий с 2000-х годов привело к более совершенной автоматизации и искусственному интеллекту. Автоматизированные машины запрограммированы на выполнение одного действия снова и снова и используются сегодня в производстве, морских исследованиях, космических исследованиях, военном деле и коммерческом сельском хозяйстве.

Искусственный интеллект, или ИИ, запрограммирован для оценки среды и принятия мер для достижения поставленной цели. Последние достижения в этой области привели к созданию программного обеспечения, способного предотвращать кражу личных данных, создавать релевантные поисковые запросы для поисковых систем и взламывать шифры для ФБР. Когда мы смотрим в будущее робототехники, ИИ, вероятно, будет играть важную роль.

Веб-сайты с видео по запросу, такие как Netflix и Hulu, уже используют прогнозную аналитику, чтобы рекомендовать зрителям жанры и шоу.Алгоритмы, объединяющие рекомендации на основе сходства, повышают удовлетворенность клиентов.

Компании также склонны использовать программное обеспечение для анализа настроений, чтобы глубже изучить общественное мнение о продуктах и ​​услугах. Это помогает предприятиям лучше ориентироваться на потребителей. Он также держит их в курсе негативных отзывов, чтобы они могли быстро отреагировать и свести к минимуму ущерб.

Будущее робототехники: что мы будем делать дальше?


Трудно оценить будущее робототехники из-за темпов инноваций.Однако прогнозируется, что роботы, скорее всего, будут играть большую роль в доме и в деловом мире.

Такие продукты, как Google Home, Amazon Echo и Siri от Apple, стали популярными в последние годы. Умные дома также набирают обороты благодаря их удобству и способности экономить на счетах за коммунальные услуги, повышать комфорт и безопасность.

Microsoft, Google и Amazon также разрабатывают более совершенные технологии для делового мира. Например, пользователи Microsoft Office 365 теперь могут принимать и совершать деловые звонки в Microsoft Teams без использования другого приложения.Более того, в распознавании языков появились новые инновации с Google Pixel Buds, которые переводят до 40 языков в режиме реального времени.

Ожидается, что автоматизированные роботы станут более обычным явлением за пределами обрабатывающей промышленности и судоходства. Ожидается, что до 35% организаций в сфере здравоохранения, логистики и коммунального хозяйства начнут изучать использование автоматизированных роботов уже в 2019 году.

Инновации в таких технологиях, как самоуправляемые автомобили, вряд ли сделают так же большую ставку в будущем.Автомобильные аварии с участием беспилотных транспортных средств показывают, что сосуществование импульсивных водителей-людей и осторожных беспилотных автомобилей может быть трудным.

Освоение космоса - это еще одна область, в которой робототехника должна улучшить развитие человека. С тех пор, как Советский Союз «Марс-2» стал первым межпланетным роботом Земли, когда он приземлился на Марс в 1971 году, инженеры разрабатывали все новые и более совершенные технологии.

Например, одна из новейших разработок НАСА, роботизированный внешний локатор утечки аммиака на МКС, обнаруживает утечки аммиака на космических станциях.Использование робота для обнаружения утечек и их устранения в будущем снижает риск для членов экипажа НАСА.

При этом инновации в новых технологиях будут продолжать быстро развиваться, но не обязательно так, как предсказывает научная фантастика. Скорее, прорывы в автоматизации и программировании продолжат улучшать то, что люди стремились продвинуть в течение многих лет: общение, образование и саму жизнь.

Техническая эволюция станков. Исторические заметки.

Эта новостная статья изначально была написана на испанском языке. Он был автоматически переведен для вашего удобства. Были предприняты разумные усилия для обеспечения точного перевода, однако ни один автоматический перевод не является идеальным и не предназначен для замены переводчика-человека. Оригинал статьи на испанском языке можно посмотреть на сайте Evolucin tcnica de la mquina-herramienta. Resea histrica.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ

Patxi Aldabaldetrecu
Музей станков Фонда президента в Эльгойбаре

02.01.2002

Пресс-качалка Николаса Брио (1626), спроектированная Леонардо да Винчи, на которой была широко распространена чеканка монеты Evolution

до 17 века

С доисторических времен технологическая эволюция станков основывалась на биномиальной herramienta-mquina.На протяжении веков инструмент был продолжением руки человека, пока не появились первые рудиментарные машины, которые помогли в их использовании. Хотя в древности таких станков не существовало; Однако появились два эскиза станков для выполнения операций токарной и сверлильной обработки.

В обоих случаях одной рукой нужно было создать движение вращения заготовки при токарной обработке и инструмента при сверлении. Из-за этой необходимости родилась так называемая «дуга скрипки», инструмент с альтернативным приводом вращения, состоящий из смычка и веревки, который использовался тысячи лет назад до наших дней, а остаточная форма все еще используется в некоторых странах.К 1250 году родился токарный станок с педалью и гибкими полюсами, приводимый в движение ногой, что стало прорывом в области приводов с ДУГ со времен скрипки, что позволило иметь свободную руку для работы с инструментом для токарной обработки.

Гравировка токарного станка с приводом от ARC (1435), принцип работы до сих пор используется в некоторых странах

До конца 15 века не произошло новых достижений. Леонардо да Винчи в своем «Атлантическом кодексе» сделал набросок нескольких токарных станков, которые не могли быть построены из-за отсутствия средств, но которые служили руководством для будущих разработок.Это был токарный станок для нарезания резьбы альтернативной скруткой, один с непрерывным вращением педали, а третий с резьбой с шаблоном шпинделя и сменными колесами.

В начале XVI века Леонардо да Винчи сконструировал три основных машины для чеканки монет: ламинатор, триммер и рокер-пресс. По всей видимости, эти конструкции были использованы Челлини для создания рудиментарного рокерного пресса в 1530 году, но широкое распространение приписывают Николаю Брио в 1626 году.

Так называемая «дуга скрипки», первый инструмент с альтернативным приводом вращения, состоящий из смычка. и веревка, используется даже остаточным образом в некоторых странах.

Открытие комбинации педали со стержнем и шатуном позволило применить ее сначала к колесам заточки, а вскоре после этого и к токарным станкам.Таким образом, по прошествии стольких веков, родилось так называемое непрерывное вращение педали и колесотокарного станка, которое предполагало использование кривошипа, который должен был быть объединен с маховиком для преодоления точек убитых, "высоких и низких"

В конце средневековья использовал станок afiladora, который использует вращающийся абразивный камень, луковое сверло, бербик и токарный станок непрерывного вращения, работая с инструментами из плохой углеродистой стали. Использовались кузнечные молоты и элементарные ружья barrenadoras, приводимые в действие водяными колесами и передачами гайки и болта из дерева типа «фонарик».Началось производство металлических шестеренок, в первую очередь из латуни, применявшихся в инструментах астрономии и механических часах. Леонардо да Винчи потратил много времени на расчет соотношений зубчатых колес и идеальных форм зубьев. Считалось, что все условия для сильного развития уже существовали, но этого не было, до середины 17 века технологическое развитие было практически нулевым.

Станок непрерывного вращения с некоторыми усовершенствованиями продолжал эксплуатироваться долгое время. Введены элементы из чугуна, такие как колесо, опоры главного вала, контрапункт, опирающийся на инструмент 1568 и патрон.Он начал механизировать небольшие куски стали, но потребовалось много лет, чтобы его обобщить. Преподобный Пламье в своей работе «Tourner lart», написанной в 1693 году, указывает на то, что немногие люди способны на токарную обработку железа.

Француз Блез Паскаль, вундеркинд в математике, заявляет о принципе, который носит его имя в «Договоре о балансе жидкости» в 1650 году. Он открыл принцип гидравлического пресса, но никто бы не подумал, что его применение в промышленности. до тех пор, пока Брамах не запатентовал свое изобретение гидравлического пресса в 1770 году в Лондоне.Но похоже, что это были французские братья Перье, с 1796 по 1812 год, которые разработали гидравлические прессы для чеканки денег. С 1840 года компания Cav начала производство гидравлических прессов высокого давления.

Эскиз токарного станка с педальным и двойным полюсом Леонардо да Винчи, который не удалось построить из-за отсутствия средств (15 век)

Заточные станки с вращающимся абразивным камнем, луковые сверла, бербики и токарные станки непрерывного вращения, работающие инструменты из углеродистой стали использовались в конце средневековья

В 17-18 веках производители часов и научных инструментов использовали токарные и высокоточные станки для нарезания резьбы, особенно токарный станок для нарезания резьбы Джесси Рамсдена Инглиш, построенный в 1777 году. .В железной опоре треугольного профиля размещались порты-гермиенты, которые могли сдвигаться в продольном направлении. С помощью кривошипа, приводимого в действие вручную и с помощью набора шестерен для поворота детали, и нарезания резьбы между точками и, в то же время, с помощью рисунка резьбы винта достигался прогресс или желаемый шаг резьбы.

18 век: новый источник энергии

18 век был периодом, когда человек посвятил все свои усилия достижению использования нового источника энергии.Француз Дени Папен испытал свое знаменитое волшебное зелье, приготовленное в 1690 году, и открыл фундаментальный принцип паровой машины. Вскоре после этого, в 1712 году, Томас Ньюкомен приступил к созданию элементарного парового двигателя - машины огня - который использовался для сокращения воды в британских рудниках. Но определенно Джеймс Ватт спроектировал и создал пар для промышленного использования.

Ватт задумал свою идею паровой машины в 1765 году, но не решил проблемы по созданию действующей промышленной машины в 1780 году, пока не прошло пятнадцать лет.После многих неудачных попыток и из-за того, что не было возможности получить допуски при обработке цилиндров с помощью сверлильных станков того времени, разработанных для обработки ружей, именно Джон Уилкинсон в 1775 году построил по заказу Ватта буровую установку. более технически продвинутый и более точный, работает так же, как и предыдущие, с помощью гидравлического колеса. С помощью этой машины, оснащенной оригинальной вращающейся и скользящей головкой, была достигнута максимальная погрешность: «толщина монеты в шесть пенсов на 72 дюйма в диаметре», очень грубый допуск, но достаточный для обеспечения регулировки и герметичности между поршнем и цилиндром. .

Двигатель Ватта явился источником первой промышленной революции; производить далеко идущие изменения, технологические, экономические и социальные; но его строительство было бы невозможно без технической эволюции, как мы видели, станка. Паровая машина обеспечивала немыслимую до того момента мощность и регулярность работы; но он также не подчинялся определенному месту.

Во время наполеоновских войн была выявлена ​​проблема, создавшая отсутствие взаимозаменяемости частей в вооружении.Это была проблема, которую нужно было найти решение, чтобы произвести взаимозаменяемые детали. Он должен был спроектировать соответствующий станок, учитывая, что не было единообразия в измерениях или существующие станки могли рассматриваться как таковые.

Генри Модслей, один из ведущих производителей станков, Инглиш был первым, кто признал необходимость повышения точности всех станков, предназначенных для создания других станков. В 1897 году был построен токарный станок для гибки, что ознаменовало новую эру в производстве станков.Он внес три усовершенствования, которые позволили значительно повысить его точность: конструкция цельнометаллической конструкции, включение плоских направляющих высокой точности для скольжения вагонных ворот и включение точных винтовых шпинделей для активация прогресса. Механические элементы, которые по-прежнему необходимы сегодня.

Расточка j. Гидравлическое колесо с приводом Уилкинсона, изготовленное в 1775 году по заказу Джеймса Ватта. Достигнута точность «толщины монеты в шесть пенсов при диаметре 72 дюйма» (Музей науки, Лондон).

Сверла полностью металлические настольные, с приводом от оси вращения сверла с приводом от руки или трансмиссией, построенные Нэсмитом в 1938 году (Музей науки, Лондон).

19-й век: промышленное развитие

В 1800 году Мадслей построил первый токарный станок, полностью сделанный из металла, для самонарезающих винтов, который служил центральной направляющей шпинделя. Говорят, что Модслей потратил десять лет на создание удовлетворительного стандартного шпинделя.

Чтобы завершить цикл и иметь ссылку на запуск, необходимо было иметь возможность точно измерять произведенные детали, чтобы соответствовать спецификациям, чтобы быть взаимозаменяемыми, Модслей построил винтовой микрометр в 1805 году для своего собственного использования, что он и был крестился именем лорда-канцлера.Джеймс Нэсмит, одаренный ученик Модсли, сказал, имея в виду эту систему измерения, которая может измерять тысячную часть дюйма. Maudslay был построен в 1803 году как первая вертикальная амортаджадора, на которой были установлены чаветеры для шкивов, шестерен и других различных механизмов.

Леонардо да Винчи потратил много времени на расчет соотношений зубчатых колес и идеальных форм зубьев. Считалось, что уже были все условия для сильного развития, но этого не произошло.

Если паровая машина была двигателем, который сделал возможным развитие машин, обеспечивая необходимую энергию, промышленное развитие в 19 веке стало возможным. посредством разработки и производства различных типов машин и рабочих процессов, применяемых для изготовления металлических деталей всех видов.Производство паровых, корабельных, железнодорожных, автомобильных, прокатных станов для сталелитейной промышленности, текстильных машин и т. Д. Может производиться только с использованием станков. С особенностями станка. это единственное существующее средство, с помощью которого можно изготавливать другие станки, и, в общем, также единственный способ сделать любую другую машину или элемент, изготовленный из металлических материалов.

Влияние Модслея на британское станкостроение продолжалось большую часть XIX века через его учеников.Три самых важных производителя в следующем поколении: Ричард Робертс и Джозеф Уитворт работали над его заказами, а Джеймс Нэсмит был его личным помощником. На протяжении 19 века были созданы различные типы станков, которые по количеству и качеству отвечали требованиям обработки всех металлических частей разрабатываемых новых продуктов.

Первый универсальный фрезерный станок, изготовленный Джозефом Р. Браун в 1862 году. Оснащен делителем, консолью с вертикальной прокруткой, поперечным ходом и автоматическим продольным столом с реализацией трансмиссии Кардан

Необходимо спланировать железные пластины для замены гравировки, так родилась первая практическая зубная щетка. мост для промышленного использования, изготовленный Richad Roberts в Англии в 1817 году, который включает направляющую в V и другую плоскость для перемещения стола, несущего детали.В 1836 году Уитворт построил небольшой щеточный мост для обработки деталей размером 1280 мм и шириной 380 в длину. Необходимость заменить резец и лиму небольшими частями была причиной, которая побудила Джеймса Нэсмита в 1836 году спроектировать и построить первую лимадору, названную «стальной рукой Нэсмита». В 1840 году Уитворт усовершенствовал эту машину, включив автоматическое устройство спуска в автомобильные порты.

Прорыв в производстве монет, разработанный немецким механиком Дитрихом Ульмом гнутый пресс, известный как пресс monedera, совершенствовался компанией Ludwig Lwe до 1817 года.Французский Thonelier производит аналогичный пресс и вводит процедуру запуска виролы. С 1863 года наземный инженер и компания Barcelona Maritime начинает производство прессов типа Thonelier для Дома валюты в Мадриде. На Парижской выставке 1867 года Френч Шере представил новинку - механический пресс для трения. Первые машины этого типа были пущены в эксплуатацию на заводе Парижского монетного двора. Вскоре после этого, в 1870 году, американская компания Blis & Williams произвела и продала первые эксцентриковые прессы.

Первыми фрезерными операциями до создания станков, специально предназначенных для этой работы, были токарные станки с педальным приводом, но рождение и его развитие связано с войной за независимость, когда британской колонии в Америке пришлось предпринять собственное промышленное развитие. Необходимость изготовления оружия крупными сериями была определяющим фактором развития мукомольного производства. Американцу Эли Уитни было поручено произвести большое количество винтовок для правительства своей страны.Он изучал возможность серийного производства, для чего и был построен в 1818 году первый фрезерный станок. Он состоял из деревянного каркаса, поддерживаемого четырьмя ножками из кованого железа. Порта-пьезы стола перемещались в продольном направлении по направляющим в форме хвоста Милана и, среди прочего, выделяли хост оси, который можно было отсоединять и демонтировать на зазубренной короне, размещенной на шпинделе тележки. Цельнометаллический фрезерный станок построен в 1830 году, который соединяется с тележкой для вертикальной регулировки.

Токарный станок для гибки Maudslay, ознаменовавший новую эру (1797 г.). Его влияние на британские станки продолжалось на протяжении большей части XIX века через его учеников.

В 1848 году выдающийся американский инженер Хоу вводит новые функции, включающие шкивы в три этапа и смещение в вертикальном, продольном и поперечном направлениях. Два года спустя он разработал первый копировальный аппарат для фрезерования профилей и решительно повлиял на внедрение других значительных улучшений.Очень важный прорыв происходит в 1862 году, когда Дж. р. Браун построил первый универсальный фрезерный станок, оборудованный делителем, консолью с вертикальной прокруткой, поперечным ходом и автоматическим продольным столом с реализацией трансмиссии кардана. С универсальным фрезерным станком, построенным в 1884 году Цинциннати, в котором впервые было установлено скользящее цилиндрическое RAM в осевом направлении, достигается максимальное развитие этого типа станков. Из-за влияния, которое он оказал на строительство нынешних фрезерных центров с ЧПУ, в частности французской компании p.Фрезерный станок Hur, построенный в 1894 году, включал в себя оригинальную головку, которая благодаря предыдущему вращательному движению могла работать в горизонтально-вертикальном и других положениях.

К 1840 году разрабатывает машину, которая была необходима для изготовления плит железных дорог. В то же время Бурдон во Франции и Нэсмит в Англии разработали и построили мощный молот, приводимый в движение паром. Это был правильный метод для встряхивания больших массивов стали, пока в конце 19 века не появились молоты свободного падения.

Уже преподобный Пламье в своей работе «Искусство турнера», написанной в 1693 году, указывает, что «мало людей, способных обрабатывать железо»

До того, как возникла необходимость сверлить стальные детали, становящиеся все толще, Нэсмит был первым, кто 1838 г. - полностью металлический настольный буровой станок с вращением оси, переносящий приводные сверла вручную или с помощью трансмиссии. Несколько лет спустя, в 1850 году, Уитворт построил первую колонную бурильную колонну с приводной трансмиссией Correa, и вращение вала несет долота через набор конических зубчатых колес. .Он носил настольный порт с регулируемыми деталями по вертикали через систему зубчатой ​​рейки. В 1860 году произошло очень важное для сверлильного станка событие - изобретение швейцарского винтового сверла Martignon. Использование этих сверл быстро распространилось, поскольку это был прорыв в производстве и сроке службы инструмента по сравнению с острыми долотами, используемыми до сих пор.

Англичанин Джозеф Уитворт, находясь под влиянием своего учителя Модслея в достижениях, связанных с точностью, важностью торнилло-туерка, построил измерительную машину, которая повысила точность модели, построенной Модслеем, и был особенно заинтересован в решении проблемы направляющие станка и другие поверхности, которые должны быть действительно плоскими.После интенсивного изучения, в 1840 году представил письмо Британской ассоциации в Глазго, озаглавленное: «Одна истинная плоская поверхность, вместо того, чтобы быть широко используемой, считается фактически неизвестной», в котором описывается метод получения плоской поверхности на основе из трех плоских металлических частей.

Whitworth совершенствует параллельный токарный станок, так что монополия 1850 года действительна до сегодняшнего дня, и она была улучшена только с 1890 года с добавлением американцев из коробки Нортона. Уитворт, помимо многих хороших производителей станков, уделял особое внимание производству инструментов и был тем, кто решил проблему анархии резьбы и ущерб, нанесенный этой ситуацией.Он разработал систему резьбы Витворта, основанную на дюймах. Быстро внедрившись в промышленность, в 1841 году он был принят Институтом инженеров-строителей в Англии. Американцы не приняли эту стандартизацию, приняв систему продавца, которая очень мало отличалась от английской системы 1868 года.

Whitney co, построенная в 1818 году для производства большого количества винтовок во время войны за независимость Америки. Узел оси, который можно было отсоединить и обезвредить, выделялся на зазубренной Короне, размещенной на шпинделе тележки.

До 1850 г. англичане были лидерами и практически единственными производителями станков; но на тот момент они в основном занимаются проектированием и производством больших машин, чтобы дать решение механической обработке деталей для железных дорог, которые были приняты. Это было в то время, когда американцы были навязаны миру в производстве легкого оборудования, до конца 19 века, чтобы разработать новые и важные типы универсальных станков и продукции для обработки винтов, деталей швейных и письменных принадлежностей. машины, вооружение, техника и др.

Генри Модслей, один из ведущих производителей станков, Инглиш был первым, кто признал необходимость придания большей точности всем станкам, предназначенным для создания других станков

Необходимость выполнения различных операций на одной и той же части мачты, турели были встроен в револьвер 1854 года в обычные токарные станки для изготовления винтов и небольших вращающихся деталей. Несколько лет спустя, в 1858 году, Х. Стоун разработал первый револьвер для токарного станка, изготовленный компанией "Jones & lamson" из бара; но это было с 1860 года, когда компании «Brown & Sharpe» и «Pratt & Whiney» начали нормально производить машины этого типа.

В качестве дополнения к револьверу токарного станка к 1870 году были разработаны автоматические токарные станки, которые позволили производить большие серии небольших вращающихся деталей. Первая лебедка была разработана Спенсером и изготовлена ​​компанией «Hartford Machine Screw». Компания «Pratt & Whitney» построила первый автоматический звукосниматель с деталями зарядного устройства в 1898 году, и в том же году «The National Acme», первый токарный станок multihusillo.

С 1865 года производительность машин увеличивается, чтобы оснащаться новыми инструментами из стального сплава, обнаруженными Робертом Мушетом.Это позволяет удвоить производительность обработки привычными инструментами из углеродистой стали до Crucible.

В 1843 году в Париже французы построили первый искусственный зуб, положив начало процессу замены песчаника. Для шлифовки цилиндрических деталей в первую очередь использовалась лебедка; соединяя его продольную колесницу с головкой порта-muelas, утяжеляют токарно-точильный станок. В 1870 году «Браун Шарп» производит и предлагает на рынок первый универсальный шлифовальный станок, не достигнув такого качества, пока в 1880 году не добавил устройство для внутреннего шлифования.Компания развивает шлифование плоских поверхностей, построив в 1880 году небольшой шлифовальный станок для мелких деталей и мост шлифовального станка в 1887 году для крупных деталей.

Настоящее развитие производства абразивных инструментов начнется только в конце 19 века. Этому развитию способствовали два обстоятельства. С одной стороны, спрос со стороны автомобильной промышленности на детали из стали, закаленной и обработанной с высоким уровнем качества, а с другой стороны, открытие в 1891 году Эдвардом Гудричем Ачесоном карбида кремния, карборунда: открытие Ачесон позволил получить мощный инструмент для развития скоростного судопроизводства, побудив создание более мощных и точных машин, отвечающих новым требованиям качества.К концу XIX века английская компания Churchill и американская Norton, Landis, Blanchar, Cincinnati и т. Д. Разработали практически все типы шлифовальных станков, которые по своей архитектуре и механическим компонентам используются в наши дни.

С 1898 года, с открытием Тейлором и Уайтом быстрорежущей стали, производятся новые инструменты, которые утроили периферийную скорость резания, увеличивая способность отделения стружки примерно в семь раз, используя машины, адаптированные к новым условиям.

Универсальный фрезерный станок, построенный в 1884 г. в Цинциннати, который впервые был оснащен цилиндрическим цилиндрическим валом скольжения в осевом направлении, достигает максимального развития этого типа станков

20-й век: 1940

Новый век был принят как начало новой эры, у которой был большой потенциал для прогресса. В Соединенных Штатах было выпущено около 8000 автомобилей, но не было организованной промышленности и не было тысяч продуктов, разработанных в течение 20 века, но с энтузиазмом и твердой уверенностью в завтрашнем дне.

Полифазная система генерации Tesla в 1887 году обеспечила доступность электричества для промышленного использования, зарекомендовав себя как новый источник энергии, способный гарантировать стремительное промышленное развитие в 20 веке. Он появляется как раз в нужное время, когда источники энергии XIX века неадекватны. Двигатели постоянного тока, производимые в небольших масштабах, и двигатели переменного тока получили серьезный импульс в начале века, заменив паровые двигатели и турбины, которые до этого момента работали в трансмиссиях промышленных мастерских.Вскоре, очень медленно, но постепенно, они присоединяются непосредственно к индивидуальной форме станка.

В начале века не требовалось производственных допусков более 0,001 дюйма из-за, с одной стороны, чтобы по-прежнему не испытывать недостатка в большей точности для производимых продуктов, а с другой стороны, для которых станки не достигли большей степени точности. Но до того, как новые требования к качеству начали использовать допуски в тысячных долях метра с 1910 года. Соединенные Штаты были мировым производителем микрометров в начале века, и измерение максимальной точности в мастерской зависело от этого прибора.

Спрос на качество и сильная производственная эволюция автомобилей способствовали развитию станков, весов и мер, а также массовому внедрению производственных процессов. Производство сменных деталей постоянно увеличивается, и необходимо повышать производительность инструмента и оборудования. В ответ на эту проблему швейцарский инженер Прренонд Жако проектирует и производит вертикальный сверлильно-фрезерный станок с таблицей полярных координат, где операции выполняются с точностью, недостижимой до того момента.

В 1800 году Мадслей построил после 10 лет работы первый токарный станок, полностью сделанный из металла для самонарезающих винтов, с направляющей его центрального шпинделя.

В 1908 году Генри Форд производит первый серийный автомобиль модели T и 1911 г. устанавливает первую конвейерную цепь в Хайленд-Парке, запускает серийное производство. Многие станки, адаптированные к характеристикам, требуемым автомобильной промышленностью, идеально подходят.

С начала 20 века до зарождения числового управления (ЧПУ) и даже позже, практически во всех машинах сохранились архитектурные формы, которые в этом смысле достигли своей полноты в конце 19 века.Однако они развили и построили другие, более мощные, жесткие, автоматические и точные, и могут достигать более высоких скоростей с добавлением головок втулок или шариковых подшипников; вносят свой вклад в необычайный рост производительности, достигнутый в отрасли в целом, особенно в автомобилестроении и авиастроении.

Эта эволюция в основном была обусловлена, с одной стороны, открытием новых режущих инструментов, как мы видели: карбида быстрорежущей стали, кремния и, после 1926 года, произвела еще один прорыв с открытием, сделанным немецкой компанией Krupp цементированный карбид. твердый металл, представленный на Лейпцигской ярмарке в 1927 году под маркой Widia.С другой стороны, существует автоматизация различных движений за счет применения электродвигателей, гидравлических, пневматических и электрических систем.

Применение гидравлических приводов, сначала шлифовальных станков, а затем копировально-токарных станков и т. Д. Стало возможным, с одной стороны, благодаря усовершенствованию конструкции точных и герметичных цилиндров, а с другой стороны, благодаря развитию насосов, способных перекачивать масло под давлением для приведения в действие вышеупомянутых цилиндров.Это стало возможным благодаря способностям двух великих инженеров: американца Дженни, который спроектировал и построил в 1906 году поршневой насос переменного рабочего объема, и англичанина Хеле Шоу, построившего в 1912 году вращающийся радиально-поршневой насос и насос переменного рабочего объема.

С 1925 года журналы Соединенных Штатов ищут автономные единицы обработки, и в механической обработке рождается понятие передачи деталей. Принимая во внимание, что, за некоторыми исключениями, все операции обработки, сочетающие вращение инструмента с движением хода, могут выполняться с помощью этих единиц; Было обнаружено, что это идеальный станок для обеспечения возможности выполнения различных операций в процессе передачи заготовки на обработку.С 1945 года автомобильные заводы широко использовали передаточные машины, состоящие из автономных агрегатов, для обработки блоков и головок цилиндров.

Первыми фрезерными операциями до создания станков, специально предназначенных для этой работы, были токарные станки с педальным приводом, но рождение и эволюция были связаны с войной за независимость Соединенных Штатов

20 век: с 1941 года

В 1943 году развивался новый порядок революционной работы. Брак русских ученых Лазаренко объявил об их открытии и запустил первые устройства, которые впоследствии позволили обрабатывать их с помощью электроэрозионной обработки.1950-е годы появились первые машины, в которых в основном использовались элементы из других традиционных, которые включали генератор, резервуар для диэлектрика, электрод в форме пресс-формы для станка и т. Д. В 1955 году в Соединенных Штатах появляются первые электроэрозионные станки, спроектированные. как таковые должны обрабатываться путем проплавления; революционизирует сложную и дорогостоящую систему изготовления пресс-форм и штампов. Спустя много лет при поддержке ЧПУ был разработан электроэрозионный электроэрозионный станок с использованием проволоки, который позволяет резать точные и сложные профили с помощью электрода, состоящего из очень тонкой проволоки и истории детали, управляемой ЧПУ.

Первые станки, произведенные в Испании: пресс типа Thonelier, построенный La Maquinista Terrestre y maritime в 1863 году для Валютной палаты в Мадриде. Он построил первые песеты, которых сейчас не хватает.

Электроника и компьютеры, поддерживаемые первыми, привели к новой промышленной революции. Отправной точкой должен быть 1945 год, когда два ученых из Университета Пеннсилванья, Джон В. Мэнкли и Дж. Преспер Эккер создал первый цифровой электронный компьютер, который действительно работал в мире.Известный как ENAC, он был объемным, потреблял много энергии и его было сложно программировать, но он работал.

В 1948 году Джон Парсон начинает применение станков с числовым программным управлением, чтобы решить проблему фрезерования сложных трехмерных поверхностей для аэронавтики. В 1949 году Парсон заказал дизайн сервомеханизмов управления фрезерного станка в Массачусетском технологическом институте. В 1952 г. действовал экспериментальный контроль, примененный к фрезерному станку Цинциннати.При программировании использовался двоичный код на бумажной ленте, а машина выполняла одновременные движения, координированные по трем осям. 1955 Представляет несколько станков на ярмарке в Чикаго, управляемых картами и перфолентой. ВВС США заинтересовались системой и сделали заказ на 170 станков стоимостью 50 миллионов долларов для нескольких престижных американских производителей, чтобы извлечь из этого выгоду. Но модели, разработанные в 1950-х и 1960-х годах, были очень эффективными и очень дорогими.

Это было с 1970-х годов, с развитием микроэлектроники, когда CN превратилась в компьютер с числовым программным управлением (ЧПУ) для интеграции компьютера в систему.Но это определенно было в 1980-х годах, когда широкое распространение ЧПУ из-за развития электроники и информатики вызвало революцию, в которую мы все еще погружаемся.

Помимо фрезерных станков, числовое управление было распространено на сверлильные, токарные и сверлильные станки. Но быстро обнаружил, что есть потенциал для автоматизации, чем тот, который доступен на классических станках, и появилась новая концепция станка: центр обработки вызовов.Так родился станок, способный выполнять фрезерование, сверление, нарезание резьбы, мандринар и т. Д., Который включает в себя хранилище инструментов и систему их автоматической смены, поэтому числовое управление упорядочивает положения и траектории деталей и ускоряет скорость инструментов, токарные инструменты и их подбор.

Технологические достижения CN были доминирующим аспектом, затронувшим все станки, даже универсальные. В каком-то аспекте машины стали более простыми, потому что определенные функции механической системы были переданы электронной.Управление осуществлялось одновременно по нескольким осям, как в случае обрабатывающих центров, токарных станков и т. Д., Что было невозможно до внедрения ЧПУ.

Обозначение станков сместилось в сторону усовершенствованных станков, что относится к станкам с числовым программным управлением, большое количество которых разработано в соответствии с модульными критериями, обеспечивающими взаимозаменяемость и взаимодополняемость, возможность интеграции в ячейки или гибкие производственные системы, позволяющие как интегрированная, так и гибкая автоматизация

В течение нескольких лет следует отметить возрастающую потребность в оснащении машин передовыми системами загрузки и загрузкой автоматических манипуляторов, шарнирных роботов, рам и т., индивидуальная машина становится маленькой гибкой ячейкой. Это связано с требованиями перерабатывающей промышленности, в основном в автомобильной промышленности, которая ввела в действие процессы прерывистого производства, понятие, которое охватывает производство в малых и больших сериях.

Мы совершаем революцию, которая переходит от экономики, основанной на принципах механики, то есть массового производства, единообразия продуктов и т. Д., К экономике, которая характеризуется гибкостью, быстрой реакцией на эволюция рынков, адаптируемость продуктов и т. д.Это было необходимо для интеграции технологий, основанных на механике и электронике, - мехатроники, - что входит в новую индустриальную культуру, обусловленную глобальным и междисциплинарным подходом к проблемам производства.

Сеянка, показывает самые передовые технологии на сегодняшний день. Это архитектура параллельной кинематики типа stiquito, разработанная Fundacin Tekniker. Еще нужно время, чтобы сделать это широко. В будущем, возможно, этот тип машин будет считаться историей.

Может быть, это слишком продвинулось в каком-то направлении, и кажется, что создание линий производства гибких, более рентабельных, более надежных и меньших проблем с обслуживанием для ячеек было остановлено, хотя это исключает, что эти ячейки спроектированы в таком способ, которым в будущем они могут быть интегрированы в более сложные системы, ориентированные на автоматическое производство. Теперь переходим к производству ячеек или линий, которые составляют различные типы машин и установок, чтобы выполнить полный процесс обработки деталей в одном объекте, то же самое для призматических деталей, чем вращение.

Высокая степень автоматизации не позволила должным образом скорректировать степень использования; обращение выявило недостатки с точки зрения доступности машин и систем, а значит, недостаточную производительность по сравнению с ее высокой стоимостью. В большинстве случаев, когда вы запускаете процесс обработки деталей на станке, только 40% общего доступного времени должно быть обработано, а оставшиеся 60% расходуются на другие инструменты, загрузку и выгрузку деталей, расположенных, неисправностей, поломок. и инструменты для заточки и т. д.

Однако текущая ситуация с микроэлектроникой с возможностью получения открытых средств управления на базе персональных компьютеров; Он позволяет встраивать и обрабатывать современные станки, автоматическое измерительное оборудование, датчики для обнаружения неисправностей, вибрации, износа или поломки инструментов и т. Д., Обеспечивая им высокую степень автономности, что позволит выполнять длительную работу без присмотра, либо когда эти машины работают индивидуально, чем когда они включены в систему.

Мы стали свидетелями периода больших технологических достижений в проектировании и производстве станков, но кажется необходимым продолжить пересмотр концепций и приступить к оптимизации применения существующих технологий. Пользователям обычно требуется повышенная доступность машин и систем, то есть более высокая степень использования или больший срок службы чипа. Они просят машины более адаптированные к их потребностям, более надежные, более качественные и точные. С другой стороны, большое количество машин требует большей точности и надежности, большей мощности и доступности для работы на высоких скоростях, что означает обеспечение им большей жесткости.

В машинах, работающих на деформацию, в которых пресс является типичным показателем, влияние электроники в целом было меньше, чем среди тех, которые работают путем отделения стружки. Однако революцию представляло его применение в штамповочных машинах, фальцевальных станках, машинах для резки с помощью лазера и некоторых типах станков, сочетающих в себе вырубную штамповку и лазер.

Он попытался ввести и обобщить применение новых материалов, в основном в конструкциях машин, с использованием армированных бетоном термореактивных смол и гранитного синтетического материала, смеси гранита и эпоксидной смолы, но трудно заменить песок или традиционную серую чугун, который по-прежнему остается дешевым и эффективным материалом, характеристики и поведение которого также хорошо известны во времени.Следует отметить положительно развитие станков параллельной конструкции типа протура, по специальности технологический центр Tekniker накопил значительный опыт за последние годы. У них есть то преимущество, что они очень просты по своей архитектуре, но все же не годятся для больших держав, поскольку их программирование является сложным.

Электричество как раз в нужное время, когда источников энергии 19 века недостаточно.

В механическом аспекте развивается, хотя следует отметить развитие мандрино с высокой скоростью вращения, используемых в «высокоскоростном фрезеровании».Что касается привода перемещения, в частности, в некоторых приложениях постепенное внедрение так называемых «линейных двигателей». Большим преимуществом этой системы является то, что она позволяет достичь высоких скоростей перемещения, значительно уменьшая трение при отсутствии какой-либо физической поддержки между ротором и статором.

За последние двадцать лет в производстве инструментов произошли очень позитивные изменения. Конструкция стружки, разработанная с новыми геометрическими формами, адаптированная к характеристикам материала и процессу его обработки, значительно улучшила характеристики режущего инструмента.Кроме того, технология нанесения покрытий при производстве твердосплавных инструментов, покрытых тонким слоем нитрида или карбонитруро титана с помощью процедуры химического осаждения из паров (CVD), внесла очень значительный вклад в увеличение производства современных ЧПУ. машины. С такими же положительными результатами для покрытия стали в основном используется дополнение к предыдущему процессу нанесения покрытия, которое осуществляется физическим осаждением паром (PVD).

Кубический нитрид бора CBN (кубический нитрид бора) находит множество применений в механической обработке, первоначально отмечалось его использование в автомобильной промышленности, высокопроизводительном шлифовании, шлифовании с полным двором и бесцентровом шлифовании.Основное открытие этого материала компанией RH GE Wentorf относится к 1957 году.

Следует отметить, что с появлением PCBN (поликристаллический кубический нитрид бора) были созданы новые типы инструментов для различных применений: фрезерование, токарная обработка и т. Д. Этот материал позволяет приложить к инструменту большие усилия (например, прерывистое резание и очень твердые материалы), и может обеспечить высокие скорости обработки и / или увеличенные возможности стартового материала. Благодаря CBN и PCBN исследуются новые процессы обработки, чтобы обеспечить особое внимание к окружающей среде.Сегодня мы можем говорить об экологической обработке.

Наконец, следует отметить, что испанская промышленность, зародившаяся в начале 20-го века скромным образом, а сто лет спустя производство станков, вела технологический разрыв, который невозможно было преодолеть, пока в 1982 году она не достигла череды новых технологий. в тот момент, когда происходили. Приложив большие усилия, этот сектор стал конкурентоспособным на международном уровне. Все это стало возможным благодаря сильным инвестициям в исследования и разработки, созданию технологических центров, продвигаемых Правительством Басков, работе, проделанной AFM через Invema и технологических центров типа компании Ideko в группе Danobat, Fatronik, Ona one и т. Д.

Связанные компании или предприятия

Asociación Española de Fabricantes de Máquinas-herramienta, Accesorios, Componentes y Herramientas

Fundación Fatronik, S.A. (Tecnalia)

Fundación Museo de Máquina-Herramienta

Invema - Fundación devestigación de la máquina-herramienta

автоматизация | Технология, типы, рост, история и примеры

Автоматизация , применение машин к задачам, которые когда-то выполнялись людьми, или, все чаще, к задачам, которые в противном случае были бы невозможны.Хотя термин «механизация» часто используется для обозначения простой замены человеческого труда машинами, автоматизация обычно подразумевает интеграцию машин в самоуправляемую систему. Автоматизация произвела революцию в тех областях, в которых она была внедрена, и едва ли есть какой-либо аспект современной жизни, на который она не повлияла.

Британская викторина

Гаджеты и технологии: факт или вымысел?

Виртуальная реальность используется только в игрушках? Использовались ли когда-нибудь роботы в бою? В этой викторине вы узнаете о гаджетах и ​​технологиях - от компьютерных клавиатур до флэш-памяти.

Термин «автоматизация» появился в автомобильной промышленности примерно в 1946 году для описания все более широкого использования автоматических устройств и средств управления на механизированных производственных линиях. Происхождение слова приписывается Д.С. Хардеру, в то время инженеру Ford Motor Company. Этот термин широко используется в производственном контексте, но он также применяется за пределами производства в связи с множеством систем, в которых существует значительная замена человеческих усилий и интеллекта механическими, электрическими или компьютеризированными действиями.

В общем случае автоматизация может быть определена как технология, связанная с выполнением процесса с помощью запрограммированных команд в сочетании с автоматическим управлением с обратной связью для обеспечения надлежащего выполнения инструкций. Полученная система способна работать без вмешательства человека. Развитие этой технологии становится все более зависимым от использования компьютеров и компьютерных технологий. Следовательно, автоматизированные системы становятся все более изощренными и сложными.Продвинутые системы представляют собой уровень возможностей и производительности, которые во многих отношениях превосходят возможности людей выполнять те же действия.

Технология автоматизации достигла такой степени, что на ее основе развился ряд других технологий, получивших признание и собственный статус. Робототехника - одна из таких технологий; это специализированная отрасль автоматизации, в которой автоматизированная машина обладает определенными антропоморфными или человекоподобными характеристиками.Самая типичная человекоподобная характеристика современного промышленного робота - это его механическая рука с приводом. Рука робота может быть запрограммирована на выполнение последовательности движений для выполнения полезных задач, таких как загрузка и разгрузка деталей на производственной машине или выполнение последовательности точечной сварки на деталях из листового металла кузова автомобиля во время сборки. Как следует из этих примеров, промышленные роботы обычно используются для замены рабочих на фабриках.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишитесь сейчас

В этой статье рассматриваются основы автоматизации, в том числе ее историческое развитие, принципы и теория работы, приложения на производстве и в некоторых услугах и отраслях, важных в повседневной жизни, а также влияние на человека и общество в целом. В статье также рассматривается развитие и технология робототехники как важная тема автоматизации. По связанным темам см. Информатика и обработка информации.

Историческое развитие автоматизации

Технология автоматизации возникла из смежной области механизации, которая зародилась в период промышленной революции.Механизация означает замену силы человека (или животных) механической силой в той или иной форме. Движущей силой механизации была склонность человечества создавать инструменты и механические устройства. Здесь описаны некоторые важные исторические достижения в области механизации и автоматизации, которые привели к созданию современных автоматизированных систем.

Ранние разработки

Первые орудия из камня представляли попытки доисторического человека направить свою физическую силу под контроль человеческого разума.Несомненно, тысячи лет потребовались для разработки простых механических устройств и машин, таких как колесо, рычаг и шкив, с помощью которых можно было увеличить силу человеческих мышц. Следующим шагом была разработка механических машин, для работы которых не требовалась человеческая сила. Примеры этих машин включают водяные колеса, ветряные мельницы и простые устройства с паровым приводом. Более 2000 лет назад китайцы разработали отбойные молотки, приводимые в движение проточной водой и водяными колесами.Ранние греки экспериментировали с простыми реактивными двигателями, работающими от пара. Механические часы, представляющие собой довольно сложную сборку с собственным встроенным источником питания (гирькой), были разработаны около 1335 года в Европе. Ветряные мельницы с механизмами автоматического поворота парусов были разработаны в средние века в Европе и на Ближнем Востоке. Паровая машина стала крупным достижением в развитии механических машин и положила начало промышленной революции. За два столетия, прошедшие с момента появления парового двигателя Ватта, были разработаны двигатели и механизмы, которые получают энергию из пара, электричества, химических, механических и ядерных источников.

Каждая новая разработка в истории механических машин привносила повышенные требования к устройствам управления, чтобы использовать мощность машины. Самые ранние паровые машины требовали, чтобы человек открывал и закрывал клапаны, сначала для впуска пара в поршневую камеру, а затем для его выпуска. Позже был разработан золотниковый механизм для автоматического выполнения этих функций. Тогда единственной потребностью человека-оператора было регулирование количества пара, регулирующего скорость и мощность двигателя.Эта потребность в человеческом внимании при работе паровой машины была устранена с помощью регулятора летающего шара. Это устройство, изобретенное Джеймсом Ваттом в Англии, состояло из утяжеленного шара на шарнирном рычаге, механически соединенном с выходным валом двигателя. Когда скорость вращения вала увеличивалась, центробежная сила заставляла взвешенный шар перемещаться наружу. Это движение управляло клапаном, который уменьшал количество пара, подаваемого в двигатель, тем самым замедляя двигатель. Регулятор с летающим шаром остается элегантным ранним примером системы управления с отрицательной обратной связью, в которой увеличивающийся выход системы используется для уменьшения активности системы.

Отрицательная обратная связь широко используется как средство автоматического управления для достижения постоянного рабочего уровня для системы. Типичным примером системы управления с обратной связью является термостат, используемый в современных зданиях для регулирования температуры в помещении. В этом устройстве снижение температуры в помещении приводит к замыканию электрического переключателя, таким образом, включается нагревательный элемент. При повышении температуры в помещении переключатель размыкается и подача тепла отключается. Термостат можно настроить на включение нагревательного элемента при любой конкретной уставке.

Еще одним важным достижением в истории автоматизации стал жаккардовый ткацкий станок (см. Фотографию), который продемонстрировал концепцию программируемого станка. Около 1801 года французский изобретатель Жозеф-Мари Жаккар изобрел автоматический ткацкий станок, способный создавать сложные узоры на текстиле, управляя движениями множества челноков из нитей разного цвета. Выбор различных рисунков определялся программой, содержащейся в стальных картах, в которых были пробиты отверстия. Эти карты были предками бумажных карт и лент, которые управляют современными автоматами.Концепция программирования машины получила дальнейшее развитие в конце XIX века, когда Чарльз Бэббидж, английский математик, предложил сложную механическую «аналитическую машину», которая могла бы выполнять арифметические операции и обработку данных. Хотя Бэббидж так и не смог его завершить, это устройство было предшественником современного цифрового компьютера. См. Компьютеры.

Жаккардовый ткацкий станок

Жаккардовый ткацкий станок, гравюра, 1874 г. В верхней части станка находится стопка перфокарт, которые будут подаваться в ткацкий станок для управления узором ткачества.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *