Upload
phammien
View
213
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Czy robotyk potrzebuje matematyki? (czymatematycy mieli wpływ na rozwój robotyki?)
Piotr Artiemjew
Katedra Metod Matematycznych InformatykiWydział Matematyki i InformatykiUniwersytet Warmińsko Mazurskiemail: [email protected]
webpage: http://wmii.uwm.edu.pl/∼artem
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
Historia Robotyki - około 700-800 p.n.e.
Mitologia Grecka: Talos, mechaniczny gigant z brązu wykuty przezHefajstosa greckiego boga ognia, kowali i złotników - strażnik Krety
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
Historia Robotyki - około 350 p.n.e.
Mechaniczny gołąb (The Pigeon) napędzany parą - grec. mat.Archytas z Tarentu.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
Historia Robotyki - 1495
Mechaniczny rycerz w zbroi - Leonardo da VinciW średniowieczu budowano tego typu mechanizmy napędzaneenergią wodną, siłą ciężkości, sprężynami, służyły do zabawianiawładców, otwierały drzwi i witały wchodzących gości. Na rysunkurekonstrukcja Marka Rosheima z 2002 roku.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
około 1550
Kobieta Torriano, potrafiącego grać na lutni - Juanelo Turriano zCremony (wł.-hiszp. inż., mat.). Można ją zobaczyć wKunsthistorisches Museum we Wiedniu.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1564
Projekt mechanicznej ręki - Francuz Pare Ambroise.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1642
Mechaniczna Maszyna licząca Pascalina - Blaise Pascal (franc.mat.). Dodaje i odejmuje.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1694
Mechaniczny komputer Liebniz’a (Gottfried Wilhelm (von) Leibniz)(niem. mat.) - mnożenie matematyczne.
1726
Jonathan Swift opisuje w Podróżach Guliwera maszynę, którasama będzie pisać książki.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1800
Wszystkie aspekty produkcji ubrań są zautomatyzowane.
1805
Automatyczne krosno - Joseph Jacquard
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1821
Odkrycie rotacji elektromagnetycznej - Michael Farraday. Budujepierwsze 2 silniki napędzane elektrycznie.
1822
”Silnik analityczny” - Charles Babbage (ang. mat.).
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1829
Pierwszy zegarek elektromagnetyczny.
1835
Budowa przekaźnika elektrycznego - Joseph Henry.
1847
Algebra Boole’a - George Boole (ang. mat)
Najprostsza algebra Boole’a ma tylko dwa elementy, 0 i 1, algebrata stanowi podstawę elektroniki cyfrowej.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1896
Powstaje firma Tabulating Machine Company, która przekształcisię w IBM - Herman Hollerith.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1913
Prawdziwsza automatyczna linia montażowa - Henry Ford.
1921
Pierwsze użycie słowa ”robot” - czeski pisarz Karel Capek,”R.U.R” (Rossuum’s Universal Robots)
1937
Pierwsza oficjalna ofiara śmiertelna spowodowana przez robota -Kenji Urada pracownik zakładów Kawasaki.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1940 Prawa robotyki Isaaca Asimova:
Prawo pierwsze:
Robot nie może skrzywdzić człowieka, ani przez zaniechaniedziałania dopuścić, aby człowiek doznał krzywdy.
Prawo drugie
Robot musi być posłuszny rozkazom człowieka, chyba że stoją onew sprzeczności z pierwszym prawem.
Prawo trzecie
Robot musi chronić sam siebie, jeśli tylko nie stoi to w sprzecznościz pierwszym lub drugim prawem.
Prawo zerowe(Nadrzędne)
Robot nie może skrzywdzić ludzkości, ani przez zaniechaniedziałania doprowadzić do uszczerbku dla ludzkości.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1941
Z-3 - Konrad Zuse
1947
Opracowanie tranzystora - William Bradford Schockley, WalterHauser Brittain i John Ardeen .
1950
”Czy maszyna potrafi myśleć?” Alan Turing (ang. inf. mat.).
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1958
Pierwszy obwód scalony - Jack Clair Kilby
1959
Powstaje Massachusetts Institute of Technology (MIT) - JohnMcCarthy i Marvin Minsky
1959
Proces produkcyjny wspomagany przez komputery - LaboratoriumSerwomechanizmów (MIT).
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1960
Hydrauliczno elektryczny skafander (Pierwszy egzoszkielet) -General Electric.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1962
Pierwsze ramię robota przemysłowego - Unimation. Dowykonywania niebezpiecznych prac na linii produkcyjnej Generalmotors.
1966
automatyczny lądownik księżycowy ”Surveyor” ląduje na księżycu.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1968
Pierwszy robot kroczący sterowany komputerowo - UniwersytetPołudniowej Karolinie.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1969
Powstaje WAP-1 - pierwszy dwunożny robot kroczący, zbudowanyprzez Ichiro Kato. Kato zastosował komputery do stymulowaniasztucznych mięśni, połączonych z ramą.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1970
Wystrzelenie w kosmos pierwszego bezzałogowego, sterowanego zZiemi robo-pojazdu - ZSRR. Był przeznaczony do badaniaKsiężyca.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1980
Sześcionożny robot (owad) - Robert Quinn i Roy Ritzmann zUniwersytetu Case Western Reserve.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1981
IBM wprowadza na rynek komputer osobisty (PC).
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1984
robota Wabot-2 - Ichiro Kato. Robot potrafi czytać nuty i grać naelektronicznych organach.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1994
Pierwszy lot Predatora - bezzałogowego samolotu zwiadowczego,
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1997
Zrobotyzowany łazik Sojourner ląduje na Marsie - NASA -Pathfinder Mission, działa 2 miesiące.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1997
Pierwszy turniej piłki nożnej robotów RoboCup - japońskie miastoNagoja.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
1998
Pierwszy zestaw Robotics Invention SystemTM 1.0.MINDSTORMS - Lego.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2002
Taktyczny robot militarny - amerykańska firma iRobot PackBot.Służy do przeszukiwania jaskiń, bunkrów i pomieszczeń wbudynkach, oraz przemieszcza się przez pola minowe. Zastosowanyw Afganistanie i Iraku.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2004
Robot Tron X - niemiecka firma Fest0. 200 skalibrowanychsiłowników zapewnia mu ruchliwość i mimikę twarzy zbliżoną doludzkiej.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2004
EcoBot II - Zbudowany przez Brytyjskich Inżynierów. Urządzenieczerpie energię z... much lub zgniłych owoców. Martwe owadyzasilają 8 ogniw paliwowych.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2004,2005(wyścigi terenowe),2007(sztuczne tereny miejskie)
DARPA Grand Challenge to sponsorowane przez Defense AdvancedResearch Projects Agency (DARPA) zawody samochodówautonomicznych, czyli poruszających się bez kierowców odbywającesię w ramach projektu Systemów Bojowych Przyszłości (FCS) .Kongres Stanów Zjednoczonych zdecydował, aby DARPAprzyznawała nagrody pieniężne w celu sponsorowania projektówbadawczych mogących mieć związek z bezpieczeństwemnarodowym.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2006
Robot humanoidalny przypominający kobietę - zbudowany przezpołudniowokoreańskich inżynierów. EveR-1 może być używany dooprowadzania po muzeum lub jako android-nauczyciel, który czytaksiążki dzieciom.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2006
Sterowanie robota Asimo za pomocą myśli - Honda oraz ATRComputational Neuroscience Laboratories. System ten opiera się namonitorowaniu fal mózgowych użytkownika, wykorzystując w tymcelu specjalne urządzenie do przeprowadzania rezonansumagnetycznego.
2006
Robot rozpoznający gatunek wina, bez otwierania butelki.Prześwietla wina strumieniem podczerwieni dokonuje analizy jegoskładu chemicznego.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2006
Samonaprawiający się robot - naukowcy z Uniwersytetu Vermont.Dostosowuje się do zmian w otoczeniu, potrafi poruszać się wróżnych warunkach. Tracąc możliwość poruszania się, np przezstratę nogi, potrafi nauczyć się poruszać w inny sposób.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2007
Robot potrafiący odczuwać emocje - zbudowany przez brytyjskichnaukowców. Robot został zbudowany przy współpracy ekspertów zdziedziny robotyki, psychologii i neurologii. Ich celem byłostworzenie robota, który byłby w stanie zaangażować sięemocjonalnie w relacje z człowiekiem. Robot posługuje sięwzrokiem, słuchem, dotykiem i osądem, pozwalającym mu ocenićdystans emocjonalny z człowiekiem. Potrafi rozpoznać nasz językciała i reagować na nasze stany emocjonalne, takie jak złość,strach i szczęście.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2007
Pierwszy mecz piłkarski robotów z ludźmi. 2:1 dla ludzi.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2007
Super-wytrzymały robot eksploracyjny Tumbleweed Rover - NASA.Testowany na Antarktydzie. Przelatując przez atmosferę ma sięzachowywać jak spadochron, lądując, jak poduszka powietrzna, apo wylądowaniu ma służyć jako bezzałogowy pojazd wyposażony wliczne instrumenty pomiarowe.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2008
Gigantyczny Robot ATHLETE - NASA. Ewentualnymzastosowaniem może być przemieszczanie bazy księżycowej. Robotma 7,5 metra długości i dysponuje sześcioma nogami o długościprzekraczającej 6 metrów każda. Zachowywałby się jak żółw,przenosząc bazę na swym grzbiecie niczym skorupę.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2008
Human Universal Load Carrier - Berkeley Bionics. Egzoszkieletpozwala przenieść do 90 kilogramów bez obciążania nosiciela, adodatkowo wpływa na obniżenie jego kosztu metabolicznego.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2008
Robot sterowany biologicznym mózgiem zbudowany zwyhodowanych neuronów - University of Reading. Biologicznymózg robota zbudowany jest z wyhodowanych neuronówumieszczonych w macierzy wieloelektrodowej (MEA). MEA tonaczynie wyposażone w około 60 elektrod, które przechwytująsygnały elektryczne generowane przez komórki. Robot w całościsterowany jest przez własny mózg. Nie ma żadnego dodatkowegozewnętrznego sterowania.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2009
Robot EATR (zjadacz) - DARPA. Do wykonywania długotrwałychmisji, Wytwarza energie przez spalanie biomasy, niewielkichobiektów pochodzenia roślinnego.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2009
Robot, który odkrył samodzielnie zasadę naukową i ją zweryfikował- Cambridge oraz Aberystwyth. Odkrył zasadę dotyczącą analizygenetycznej drożdży piekarskich. Wykorzystując sztucznąinteligencję, postawił hipotezę zakładającą, że określone geny wdrożdżach piekarskich zawierają specyficzne enzymy, którekatalizują reakcje biochemiczne zachodzące w drożdżach. Robotnastępnie stworzył serię eksperymentów testujących założenie,przeprowadził je, zinterpretował ich wyniki i powtórzył cały cykl.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2009
Mikro robot - Australia Monash University. Zdalnie sterowaneminiaturowe roboty mierzą zaledwie 250 mikrometrów długości i sątak małe, że mogą swobodnie poruszać się w ludzkich arteriach,również tych czaszkowych, które dotąd były niedostępne zewzględu na ich labiryntową strukturę. Dzięki zamontowanym namikrobocie układom czujników, lekarz zyskuje ogrom informacji,które pozwalają sprawniej i precyzyjniej prowadzić operacje.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2010
Armia USA - jest już wyposażona w blisko 12000 robotów,- stopniowo zwiększa się autonomia robotów wykorzystywanych naplacu boju,- obecnie prawie całkowitą kontrolę mają operatorzy zdalni,oddaleni nawet kilka tysięcy kilometrów,
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2010
Magma1 - zdalnie sterowany robot marsjański - zbudowany przezstudentów Politechniki Białostockiej i UMK w Toruniu.
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2010
Łazik Magma2 - wyposazony w dwa heksakoptery
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2010
Robo piosenkarka pop - tańczy, skacze, balansuje ciałem,
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2010
Roboty Engkez - nauczające j. angielskiego - projekt wykorzystaniarobotów w edukacyjni - zdalnie kontrolowane przez nauczycieliangielskiego na Filipinach,
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2010
Freie Universitat Berlin - MadeInGermany - MIG - autonomicznysamochód, zbudowany na bazie Volkswagena Passata typu stationwagon,
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2010
AR.Drone – latający, zdalnie sterowany helikopter – dronnotowanego na giełdzie francuskiego przedsiębiorstwa Parrotzaprezentowany na targach CES 2010 w Las Vegas
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2012
Łazik Curiosity - Lądowanie na Marsie 6 sierpnia 2012
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
Grudzień 2013
Google przejmuje Boston Dynamics - firmę tworzącą robotyprzeznaczone dla armii amerykańskiej
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
Tanie drukarki 3D (od 2011) - 2014 drukowanie w metalu
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
2012-2015
The DARPA Robotics Challenge (DRC) - cel konstruowaniepół-autonomicznych robotów naziemnych zdolnych dowykonywania złożonych zadań w niebezpiecznych warunkach
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
Praca nad autonomią powietrznych systemów rojowych 2016
F-18 E/F Super Hornet, testowano 103 mini BSP Perdix działającew ugrupowaniu tzw. roju, celem zbadania jego zachowania wprzestrzeni powietrznej oraz skuteczności takiego ugrupowania wpodejmowaniu właściwych do wykonania konkretnych zadańdecyzji tzw. „autonomii współdziałania” (collaborative autonomy).
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?
Praca nad autonomią powietrznych systemów rojowych 2016
F-18 E/F Super Hornet, testowano 103 mini BSP Perdix działającew ugrupowaniu tzw. roju, celem zbadania jego zachowania wprzestrzeni powietrznej oraz skuteczności takiego ugrupowania wpodejmowaniu właściwych do wykonania konkretnych zadańdecyzji tzw. „autonomii współdziałania” (collaborative autonomy).
Piotr Artiemjew Czy robotyk potrzebuje matematyki?