РОБОТОТЕХНИКА

ПОДВИЖНЫЕ РОБОТЫ

7.1. ТРЕБОВАНИЯ К ПОДВИЖНЫМ РОБОТАМ

Традиционный робот в научно-фантастической литературе весьма человекоподобен и, следовательно, свободно передвига­ется. Однако большинство роботов, существующих в наши дни, полностью фиксированы и могут передвигаться только при вме­шательстве человека. Немногие роботоподобные устройства, обла­дающие подвижностью, обычно ограничены фиксированными траекториями перемещения: либо рельсовыми путями, либо направляющими подземными кабелями [1, 21]. Те же роботы, которые были созданы полностью подвижными, всегда находились под непосредственным непрерывным наблюдением человека. При­мером могут служить робототехнические устройства, сконструи­рованные для манипулирования опасными взрывчатыми или радиоактивными материалами.

Серьезным ограничением некоторых робототехнических уст­ройств, предназначенных для промышленных целей, было отсут­ствие у них подвижности. Например, было бы преувеличением ожидать, что промышленное загрузочное устройство сможет выполнять свою работу при полном отсутствии наблюдения со стороны человека, если только оно не построено как интегральная специализированная часть специализированной машины. Даже небольшое смещение номинально фиксированного погрузчика по отношению к загружаемой машине вызовет неправильное их взаимное расположение при условии, что применяется робот - погрузчик общего назначения, отделенный от загружаемой им машины.

Можно облегчить положение, снабдив закрепленный погруз­чик каким-либо видом управления с обратной связью, что дела­ется редко, а может быть, и вообще никогда не делается. Одна из причин этого состоит в том, что для погрузчика, закрепленного в некотором положении, потребовались бы очень длинные, очень гибкие и очень хорошо управляемые руки. Кроме того, потребо­вался бы какой-то датчик положения, предпочтительно визуаль­ный. Будет показано далее, что для выполнения каких-либо непредусмотренных движений простой робот-погрузчик должен быть весьма усложнен.

Одна из причин усложнения связана с возможностью причи­нения ущерба промышленной среде, который может быть выз­ван использованием подвижного роботоподобного устройства, находящегося в опасной близости к движущимся частям высоко­производительного промышленного оборудования. Возможное по­вреждение станка может оказаться даже более нежелательным,

чем повреждение подвижного робота, как из-за высокой начальной стоимости современных станков, так н из-за очень большой сто­имости любого простоя, вызванного поломками оборудования. Робот-погрузчик в крайнем случае можно заменить человеком, а дорогостоящий станок — нельзя.

Из этих соображений, вероятно, в течение некоторого времени подвижные роботы будут нескольких ограниченных типов. Во- первых, наводимый робот для использования на заводах и скла­дах в качестве транспортного средства и ограниченный железно­дорожными путями робот-сцепка. Во-вторых, подвижный робот наверняка войдет в домашний обиход как логическое продолже­ние уже существующих неподвижных, но полностью автомати­зированных бытовых механизмов. В-третьих, контролируемый робот, например, автопилот, используемый и в воздухе, и на море. Роботы этого типа максимально подвижные, но вовсе не ожидается, что они будут работать совершенно без наблюдения со стороны человека. В-четвертых, полуподвижный робот, наз­ванный так за то, что он связан с управляющей ЭВМ буксируемым электрическим кабелем. Еще один пример — подвижная сельско­хозяйственная машина [17, 18].

Возможно, наиболее показательным примером частично кон­тролируемого робота является советское роботоподобное устрой­ство «Луна-16», которое прилунилось, собрало образцы лунного грунта и затем благополучно возратилось на Земльо. Это большое достижение нельзя недооценивать, даже если робот управлялся людьми, ибо неизбежные задержки между передачей человеком команды и приемом этой команды роботом, между осуществлением действия и приемом на Землю сообщения о результате его выпол­нения делают такое управление очень трудной задачей.

В настоящее время наблюдается непрерывный прогресс в соз­дании аккумуляторных электрических транспортных средств для перевозки пассажиров и грузов [29—31]. Некоторые достижения в этой области будут применяться и в подвижном роботе. Напри­мер, в ряде случаев электрические двигатели встраиваются прямо в колеса автопогрузчика с вилочным захватом; если при этом управляются также и ведомые колеса, то повышается маневрен­ность.

Для таких задач, как исследование планет, очень привлека­тельна идея создания автономного подвижного робота, который может принимать команды от людей и передавать им информа­цию о своих находках, будучи независимым во всех других от­ношениях. Представляется, что советский подвижный аппарат «Луноход» — одно из устройств такого рода. Подобные устройства будут необходимы при исследовании отдаленных планет, когда неизбежны большие задержки в передаче сообщений. По мнению Катлера, в качестве подсистемы системы управления человек оставляет желать много лучшего [34]. Он предлагает производить средства дальнего наблюдения и манипуляторы, работающие так,
как работает человек на пределе своих возможностей, чтобы из­бавить астронавтов от необходимости работать в космосе и на других планетах. Советскую программу можно, по-видимому, отнести именно к этому направлению.

Полностью автономные роботы требуются даже для задач, возникающих гораздо ближе к нашей планете (например, работа на обратной стороне Луны, исследования последствий ядерных взрывов в воздухе пли даже обследование изнутри канализацион­ных н нефтяных труб).