К.т.н. Пеньков А.П., Герасимов В.В., Емельянов Д.С.

Днепропетровский национальный университет

Поиск проективных аспектов по роботам в литературных источниках

 

Формализация проблемы

В процессе формирования профессионального знания по роботам авторами сформулирована задача оценки системной структуры знаний по созданию роботов с целью получения информации о том, где рассматривается процесс проектирования.

 

Постановка задачи

Для проведения этого анализа задали "объект исследования", в виде литературных источников по тематике "робототехника". Естественно, желательно оценить их с помощью конкретных критериев. При оценке применили модель "системы труда" [1], "триединства информатики" [2]:

1.     "Что обрабатывается" ("предмет труда") системой, либо формирует (определяет) траекторию движения, "сложные входные сигналы".

2.     "Как обрабатывается" ("функция управления трудом"), либо процесс обработки; функция, выполняемая системой, "типовые функции".

3.     "Чем обрабатывается" ("средство труда"), конструкция, "типовые элементы", их система.

 

Решение задачи

Для решения поставленной задачи "исследования системы литературных источников по роботам" введена совокупность качественных критериев:

1.     для описания источников: 1-автор; 2-название.

2.     для описания содержания использовали элементы системы труда: 3-траектория; 4-процесс; 5-конструкция.

С использованием этих критериев рассмотренные литературные источники по роботам представлены в следующем виде:

1.     1-Shiotsu A., Yamanaka M., Matsuyama Y.; 2-Crawling and Jumping Soft Robot KOHARO; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

2.     1-Sugiyama Y., Hirai S.; 2-Crawling and Jumping by a Deformable Robot; 3-Да; 4-Нет; 5-Нет.

3.     1-Sugiyama Y., Hirai S.; 2-Crawling and Jumping of Deformable Soft Robot; 3-Нет; 4-Да; 5-Нет.

4.     1-Sugiyama Y., Shiotsu A., Yamanaka M., Hirai S.; 2-Circular/Spherical Robots for Crawling and Jumping; 3-Да; 4-Нет; 5-Нет.

5.     1-Алексеев А. П., Житков В. Б.; 2-Современное состояние и развитие робототехники; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

6.     1-Андре П.; 2-Конструирование роботов; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

7.     1-Бербюк В. Е.; 2-Динамика и оптимизация робототехнических систем; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

8.     1-Боголюбов А.Н, Никитин Д. А.; 2-Популярно о робототехнике; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

9.     1-Бруинсма А.; 2-Практические схемы робота; 3-Да; 4-Нет; 5-Нет.

10. 1-Вукобратович М.; 2-Неадаптивное управление манипуляционными роботами; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

11. 1-Вукобратович М.; 2-Шагающие роботы и антропоморфные механизмы; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

12. 1-Генкин В. Л.; 2-Информационные устройства робототехнических систем (методы распознавания и управления роботизированными транспортными системами); 3-Да; 4-Да; 5-Да.

13. 1-Дмитриева Н. Д.; 2-Информационные устройства робототехнических систем; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

14. 1-Егоров Ю. Н.; 2-Уроки робототехники; 3-Нет; 4-Да; 5-Нет.

15. 1-Ильин В. А.; 2-Алгоритмы планирования поведения интегральных роботов в условиях неполной информации о структуре внешней среды; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

16. 1-Касаткин А. М.; 2-Роботы и ИИ; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

17. 1-Кауфе Ф., Вертю Ж.; 2-Телеуправление роботами с помощью ЭВМ; 3-Нет; 4-Да; 5-Нет.

18. 1-Коут А. Дж.; 2-В поисках роботов; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

19. 1-Криницкий Н. А.; 2-Алгоритмы и роботы; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

20. 1-Крутько П. Д.; 2-Управление исполнительными системами роботов; 3-Да; 4-Да; 5-Нет.

21. 1-Куафе Ф.; 2-Взаимодействие робота с внешней средой; 3-Да; 4-Да; 5-Нет.

22. 1-Куссоль Э. М.; 2-Логические проблемы в робототехнике; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

23. 1-Ларин В. Б.; 2-Управление шагающими аппаратами; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

24. 1-Масюков В. А.; 2-Основы математического обеспечения робототехнических систем; 3-Да; 4-Да; 5-Нет.

25. 1-Мацкевич В.; 2-Занимательная анатомия роботов; 3-Да; 4-Да; 5-Нет.

26. 1-Накано Э.; 2-Введение в робототехнику; 3-Да; 4-Да; 5-Да.

27. 1-Никитин К. Д.; 2-Основы робототехники; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

28. 1-Перебийнiс В. I.; 2-Коли робот заговорить; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

29. 1-Перевозчиков А. Г.; 2-Численные методы в задачах проектирования роботов; 3-Нет; 4-Да; 5-Нет.

30. 1-Попов Э. В.; 2-Алгоритмические основы интеллектуальных роботов и ИИ; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

31. 1-Решетников М. Т.; 2-Робототехника; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

32. 1-Смольников Б. А.; 2-Проблемы механики и оптимизации роботов; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

33. 1-Тимофеев А. В.; 2-Адаптивные робототехнические комплексы; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

34. 1-Тимофеев А. В.; 2-Построение адаптивных систем управления программным движением; 3-Да; 4-Да; 5-Нет.

35. 1-Тимофеев А. В.; 2-Роботы и ИИ; 3-Да; 4-Да; 5-Нет.

36. 1-Тимофеев А. В.; 2-Управление роботами; 3-Да; 4-Нет; 5-Нет.

37. 1-Фу К.; 2-Робототехника; 3-Да; 4-Да; 5-Нет.

38. 1-Хасанов П. Ф.; 2-Мобильные робототехнические системы; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

39. 1-Хейзерман Д.; 2-Как самому сделать робот; 3-Да; 4-Да; 5-Да.

40. 1-Шахинпур М.; 2-Курс робототехники; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

41. 1-Шептун Ю. Д.; 2-Проектирование робототехнических систем; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

42. 1-Юрьевич Е. И.; 2-Основы робототехники; 3-Да; 4-Нет; 5-Да.

43. 1-Яглинский В. П.; 2-Моделiювання динамічних процесів роботизованного виробництва; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

44. 1-Ямпольский Л. С.; 2-Промышленная робототехника; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

45. 1-Янг Дж. Ф.; 2-Робототехника; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

46. 1-Ястребов В. С.; 2-Системы управления движением робота; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

47. 1-Нет; 2-Автоматизация обработки математических текстов и вопросы создания роботов; 3-Да; 4-Нет; 5-Нет.

48. 1-Нет; 2-Автоматизация проектирования и программирования роботов и ГПС; 3-Нет; 4-Да; 5-Да.

49. 1-Нет; 2-Автономные роботы и распознавание образов; 3-Да; 4-Да; 5-Нет.

50. 1-Нет; 2-Вопросы теории автоматов, роботов и ЦВМ; 3-Нет; 4-Нет; 5-Нет.

51. 1-Нет; 2-Вопросы теории роботов и ИИ; 3-Нет; 4-Да; 5-Нет.

52. 1-Нет; 2-Динамика управления роботами; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

53. 1-Нет; 2-Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

54. 1-Нет; 2-Интегральные роботы. Сборник статей; 3-Да; 4-Да; 5-Нет.

55. 1-Нет; 2-Интеллектуальные модели систем: сборник научных трудов; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

56. 1-Нет; 2-Исследование робототехнических систем; 3-Да; 4-Нет; 5-Нет.

57. 1-Нет; 2-Мобильные и подвижные роботы, используемые в немашиностроительных отраслях; 3-Да; 4-Нет; 5-Нет.

58. 1-Нет; 2-Научные проблемы робототехники; 3-Нет; 4-Да; 5-Нет.

59. 1-Нет; 2-Однородные управляющие структуры адаптивных роботов; 3-Нет; 4-Да; 5-Нет.

60. 1-Нет; 2-Основы робототехники; 3-Да; 4-Нет; 5-Нет.

61. 1-Нет; 2-Проектирование и разработка промышленных роботов; 3-Да; 4-Да; 5-Нет.

62. 1-Нет; 2-Технологии обработки командной информации и управления поведением в интеллектуальных робототехнических системах. Приложение к журналу "Информационные технологии" №7/2005; 3-Нет; 4-Нет; 5-Да.

"Процесс конструирования роботов" рассматривается лишь в небольшой части литературных источников [2,15,16,22,23,28,34,46,55,57]. Однако, в основном для отдельных узлов, как процесс подбора подходящих конструктивных элементов с последующей их компоновкой.

Преимущественно в литературных источниках описываются:

1.     эксплуатационные оценки созданных систем, их элементов;

2.     конструктивные особенности типовых элементов;

3.     поиск оптимальных методов управления ранее созданной конструкцией;

4.     разработка оптимальных функций определения пути.

Нас интересовало объективное изложение создания роботов. А именно – формализованный процесс перехода от "траектории", которую робот должен отрабатывать, к "функциям", которыми эта траектория реализовывается; от конкретной функции – к конкретной структурной реализации.

В результате проведенного анализа выяснилась неполнота оценки систем роботов для изложения объективного опыта проектирования. Данная тенденция вызывает определённые опасения относительно рациональности расходования научных ресурсов, оптимальности создаваемых в ходе проектирования робототехнических систем.

Это можно сравнить с "объектно-ориентированным программированием" (ООП) методом, который используется при создании автоматов обработки сложных сообщений, и имеет следующие достоинства и недостатки [3]:

1.     К достоинствам можно отнести:

a.      Сокращение времени разработки.

b.     Обеспечение надёжности системы.

c.     Использование стандартных компонентов. При этом структура становится более унифицированной, что облегчает ее понимание и упрощает ее использование.

2.     К недостаткам можно отнести:

a.      Неоптимальность создаваемой системы.

b.     Отсутствие тенденций развития архитектуры в целом при совершенствовании модулей.

 

Литература

1.     Мардахаев А.А. Охрана труда: история, теория, практика. - Львов: Вища школа, 1984. - 140 с.

2.     Краснощеков П. С., Петров А. А., Федоров В. В. Информатика и проектирование. - М.:Знание,1986. - 48 с.

3.     Х. Мёссенбёк. Плюсы и минусы объектно-ориентированного программирования. - ИнфоАрт, 1995.