Роботы. История развития машин - Александр Алексеевич Прасол
Еще один робототехнический комплекс для железной дороги создан магнитогорскими специалистами научно-промышленного объединения «Андроидная техника». Разрабатываются варианты двух типов – для отпуска тормозов и роспуска вагонов. Предполагается, что благодаря этой технологии человек может не находиться на опасных участках инфраструктуры, а также повысится уровень интенсивности обслуживания подвижного состава. Тем более что комплекс выдерживает низкие температуры. Он может работать при сильных снегопадах и резкой оттепели. В состав робототехнического комплекса вошли: мобильная платформа, манипуляционный робот, модули технического зрения, связи и безопасности.
Многофункциональные роботизированные комплексы разрабатываются и в отраслевых вузах. Их интеллектуальная начинка состоит из встраиваемых систем и микроконтроллеров для управления исполнительными механизмами роботов. Техническое зрение дает возможность машине вести распознавание образов и анализировать видеопотоки, геоинформационные системы в робототехнике точно позиционирует в пространстве. Уже упомянутые автономные платформы служат основой для многих железнодорожных роботов. Они дают возможность передвижения платформы в экстремальных условиях по заданному маршруту с высокой точностью параметров движения, а манипуляторы управляют целевой полезной нагрузкой с учетом внешних факторов. Кроме того, в роботов закладываются возможности эффективного использования «инстинкта самосохранения» – обнаружение, предупреждение и устранение опасных режимов функционирования.
Внедрение цифровых технологий в структуру российских железных дорог позволяет применить новые технические решения в техническом обслуживании подвижного состава. Цифровизация, автоматизация и роботизация становятся незаменимыми инструментами необходимой трансформации железных дорог. А это, в свою очередь, обеспечивает нам с вами комфортное путешествие в новых вагонах, а нашим грузам – быструю, точную и безопасную доставку.
Дороги Европы и Северной Америки существенно проигрывают в негласном соревновании с российскими стальными магистралями. По данным международного союза железных дорог, РЖД имеют самую низкую аварийность. Мы несколько раз становились свидетелями крупных аварий на железных дорогах США. Они были вызваны высокой изношенностью пути, низким уровнем прикладных программ, управляющих движением поездов, необорудованными переездами, что приводит к частым столкновениям с автомобилями.
В Европейском Союзе стараются следить за состоянием техники. Одна из основных транспортных организаций – Дойче Банн – вкладывает значительные средства в совершенствование диагностической техники, в том числе используя роботов. Deutsche Bahn инвестирует 55 млн. евро в процесс проверки поездов ICE с помощью роботов и искусственного интеллекта. Немецкий перевозчик внедряет технологию E-Check, основанную на использовании роботов и искусственного интеллекта (ИИ), на своем заводе ICE-Wartung в Кельне-Ниппес для технического осмотра и обслуживания поездов Intercity-Express (ICE).
В процессе проверки с помощью E-Check поезд ICE проходит через ворота с видеонаблюдением. Весь процесс проверки занимает не более пяти минут для самого длинного поезда ICE XXL длиной 374 метра с 13 вагонами. Дополнительно можно использовать мобильное подпольное устройство для проверки нижней части подвижного состава. После этого ИИ оценивает записи и сообщает о любых выявленных отклонениях от целевого состояния техническим специалистам на заводе. Техник проверяет изображение и решает, действительно ли есть ошибка. Затем заказ на работу автоматически отправляется на планшет сотрудников мастерской. Технология способна обнаружить как технические отклонения, например, неправильно посаженный винт, так и «косметические дефекты», такие как поврежденные пиктограммы на внешней стороне поезда. Кроме ИИ, для технического обслуживания поездов ICE также используются роботы. Они отвечают за снабжение поездов пресной водой и откачку сточных вод: роботы автоматически распознают люки на разных типах поездов, открывают их и присоединяют шланг. После завершения подачи воды или откачки робот самостоятельно закрывает заслонку и переходит к следующему люку. К 2025 году технологию E-Check планируют внедрить и на других заводах ICE в Берлине, Дортмунде, Гамбурге и Мюнхене. На данный момент на сети Deutsche Bahn в эксплуатации находится 357 высокоскоростных поездов ICE разных моделей. C 2024 года планируется ввести в эксплуатацию еще 79 заказанных поездов самой новой модели платформы ICE L.
А теперь давайте заглянем на десятилетие вперед и представим, что вычислительные нейросети получили свое дальнейшее развитие. Не знаете, что такое «нейросеть»? Это просто. Большие вычислительные мощности объединены в единую среду. База данных таких сетей содержит набор сведений обо всем на свете, а искусственный интеллект выуживает из этой базы необходимые данные и создает на их основе новое знание. Или новое произведение, или новый продукт. Существуют тысячи примеров, когда нейросеть становится средой развития. Причем возможности искусственного интеллекта уже напрямую приближаются к человеческому мышлению. Ему доступна логика, потому что формулы формальной логики легко перевести на машинный язык, а значит, легко ими оперировать.
Недавно ученые сконструировали даже робота-скульп-тора, наделенного искусственным интеллектом. Он, в точности выполняя знаменитое высказывание Микеланджело, отсекает от глыбы мрамора все лишнее и создает скульптуру на заданную тему. Правда, для этого человек создает трехмерную модель будущего произведения искусства. А затем уже робот-скульптор при помощи огромной руки-манипулятора начинает обрабатывать камень. В его руку можно поместить несколько инструментов – долото, шлифовочный диск, и машина будет методично и без отдыха и творческих мучений отсекать все лишнее, высвобождая запечатленный в мраморе образ…
Сравнительно недавно один из российских студентов при помощи нейросети написал дипломную работу. Вернее, написал ее компьютер, а студент-лентяй только сформулировал для вычислительной машины необходимые условия. Преподаватели вычислили подделку по характерным для машинного разума признакам, но отдали должное сообразительности студента. И если нейросети по плечу даже интеллектуальные задачи, то для более простых заданий перед роботами открыт широкий простор.
Вот теперь можно и заглянуть за горизонт. Представим на минуту, что нам хочется иметь собственный автомобиль. Причем не просто средство передвижения, а «машину-мечту». Отличную от всех собратьев, бегающих по нашим улицам и дорогам. Непохожую на них дизайном, отделкой, мощностью. В своем воображении вы уже увидели ее облик, прикинули необходимые размеры и определили мощность двигателя. Нарисовали шикарный салон и продумали мельчайшие детали интерьера. Вы идете на цифровой завод и диктуете нейросети свои требования. Точно так же мы делаем в салоне торговой фирмы, выбирая себе опции будущего автомобиля, которые дополняют базовую комплектацию. Менеджер автомагазина ставит определенные галочки, по которым слесари затем устанавливают на базовую модель дополнительные опции. То же самое возможно и в нашем автосалоне будущего. Только наш салон – это не просто магазин, а, скорее, автозавод. Машинный разум преобразует ваши пожелания в конкретные двигатель, трансмиссию, тормозную систему, кузов. Сам определит габариты и учтет все технические допуски. Выберет отделочные материалы для кресел и обивку салона машины. И пока вы выпиваете чашечку кофе, заботливо поднесенную вам роботом-секретарем, в цеху десятки машинных рук трудятся, собирая вместе детали. Несколько десятков минут – и ваша автомашина выезжает из цеха!
Скажете, так бывает только в сказках? «По щучьему велению, по моему хотению…» Не только в
