Домашние роботы
Дипломатическая академия МИД РФ
Кафедра государственного управления и информационных технологий.
Курсовая работа
на тему «Домашние роботы».
Выполнил: студентка 1 курса дневного
отделения факультета Мировая
Экономика группы №3 Черникова Т.Г.
Проверил: профессор Ваньков Б.М.
Москва 2006
Содержание.
Введение………………………………………………………….…………3
Глава 1: Роботы для развлечения………………..………………………..4
Глава 2: Роботы-пылесосы………………………………..……………….7
Глава 3: Сторожевые или охранные роботы…………………..…………9
Глава 4: Андроиды…………………………..……………………………12
Глава 5: Умный дом………………………………………………………15
Заключение………………………………………………………………..26
Список используемой литературы……………………………………….27
Введение.
В своей курсовой работе я бы хотела рассмотреть тему домашних роботов и уделить некоторое внимание системе «Умный дом», которая, на мой взгляд, в некоторой степени близка домашним роботам. В последнее время популярность роботов растет с небывалой скоростью. Роботизация домашнего хозяйства теперь не представляется нам чем-то из области фантастики, это вполне реально и даже облегчает нашу жизнь, избавляя от массы хлопот. К 2007 году количество домашних роботов превысит 4 миллиона, и они смогут охранять дома, мыть окна, чистить бассейны и заниматься мелкими хозяйственными делами. По словам специалистов, к концу 2010 года роботы будут ухаживать за пожилыми людьми и инвалидами, а также смогут заменить хирургов, пожарных, саперов и сантехников. Кроме того, появятся первые человекообразные роботы.
Глава 1: Роботы для развлечения.
SDR 4X.
В Японии создан 60-сантиметровый робот, который пляшет и поет. Синтетическое существо предназначено для удовлетворения потребности человека в общении. Возможно, поэтому робот тоже напоминает человека: у него есть ноги, голова, руки, которыми он жестикулирует и даже бедра, которыми он трясет в ритме исполняемой песни. Компания Sony, создавшая новое чудо техники, обещает, что существо, известное пока под не слишком привлекательным для маркетинга именем SDR 4X, вскоре научится распознавать лица, поддерживать нехитрый разговор и даже вставать на ноги после случайного падения.
Sony AIBO.
Sony уже торгует роботом-собакой по имени AIBO, стотысячная популяция которого уже распространилась по всему миру. Вы покупаете AIBO еще щенком, который почти ничего не умеет. Он ни в чем не уступает своим живым собратьям. Бросьте ему розовую косточку – он найдет и принесет вам. Киньте мяч – и он станет с ним играть. Заслышав музыку, щенок начнет танцевать, может и сам по вашей просьбе включить интернет-радио, mp3 или CD. И вот, проводя с вами день за днём, собака развивается: начинает узнавать вас в лицо, отличает ваш голос от голосов других людей, понимает новые слова, запоминает трюки, которым вы её обучили. AIBO подстраивается под ваш распорядок дня, не шаля по ночам и не тревожа ваш полуденный сон. Вам не понадобятся больше ни будильник, ни органайзер. Ведь электронная собачка предупредит вас обо всём звонком, музыкой или лаем. В ваше отсутствие она может слоняться по дому и, заметив что-то необычное, выслать вам фотографию или звук на мобильный телефон или электронную почту.
R100.
Небольшой R100 (высота
Глава 2: Роботы-пылесосы.
|
Trilobit |
ROBOKING |
Робот-пылесос от Panasonic |
Пожалуй, самые
распространённые сегодня, полезные каждой домохозяйке роботы - это пылесосы.
Инфракрасные датчики следят, как за типом поверхности (паркет или ковёр), чтобы
выбрать подходящую щётку или режим работы, так и за тем, чтобы пылесос не
скатился кубарем вниз по лестнице. Можно купить робот-пылесос ROBOKING от LG. Свой вариант предлагает
и Panasonic. Или, скажем, Trilobit от Electrolux за 1600 долларов - Робот-пылесос ориентируется в пространстве
так же, как летучая мышь, — при помощи ультразвука: покрытый тонкой золотой
пластиной акустический локатор с большим количеством микрофонов улавливает
вибрации на частоте 60 тысяч Гц, а полукруглая форма даёт роботу угол обзора в
180 градусов. Таким образом, Trilobite быстро определяет стены, ножки стульев,
дверные проемы и ступеньки. Он легко преодолевает провода, кабели и границу
"пол - ковёр". Внешне Trilobite больше всего похож на круглую
диванную подушку, а его небольшие размеры (высота
Глава 3: Сторожевые или охранные роботы.
iRobot-LE.
iRobot Corporation представила универсального домашнего робота-тележку iRobot-LE, управлять которым можно из любой точки мира через любой web-браузер. «iRobot-LE позволяет занятым профессионалам быть в двух местах одновременно, - говорит Хелен Грейнер (Helen Greiner), президент и соучредитель iRobot Co. - Вы управляете iRobot-LE через Интернет, видите изображение и слышите звуки, которые он получает, на своем компьютере. Вы можете бродить по своему дому в Бостоне, сидя перед ноутбуком в Сан-Франциско. Вы можете проверить, как справляется с детьми няня и увидеть своими глазами все, что происходит в доме в режиме реального времени». Для этого робот оборудован всем необходимым: видеокамерой, микрофонами, двигателем, позволяющим даже самостоятельно подниматься по стандартным лестницам, бортовым компьютером класса Pentium II, беспроводным доступом в Интернет, датчиками и сенсорами, предотвращающими столкновения и даже позволяющими почувствовать запах гари. В качестве бортовой операционной системы используется Linux.
MARON-1.
MARON-1 корпорации Fujitsu тоже имеет видеокамеру, инфракрасные датчики и подключение к Интернету. Он может управляться с телефона и работать, как телефон, подключаться к бытовой аппаратуре и сообщать владельцу о том, что обнаружил какое-то движение в квартире в его отсутствие. Цена робота - около 2500 долларов. Встроенная ОС - Windows CE 3.0.
ApriAlpha.
Основное предназначение шарообразного робота — управление домашними сетями, в которые вскоре будут объединяться вся бытовая электроника и средства связи. Среди функциональных особенностей робота можно отметить способность читать вслух входящие электронные письма и распознавать лица 100 человек. Управлять роботом, а, следовательно, и всей инфраструктурой электронного дома можно с сотового телефона (японского стандарта i-mode). Он может отсылать готовые снимки на сотовый телефон и содержит ифракрасный порт и порт Bluetooth для связи с бытовой техникой.
Banryu.
Четвероногий, похожий на крокодила, Banryu (Turn Dragon) от Sanyo может работать домашним охранником. Он слоняется по дому в отсутствие хозяина, регистрируя подозрительные движения, шумы и, в случае необходимости, извещая хозяина о подозрительных событиях. У Banryu есть уникальная особенность — распознавание запаха. Разработчики полагают, что новый сенсор — это одно из первых устройств, с помощью которого роботы смогут с высокой точностью идентифицировать специфические ароматы. С таким датчиком робот может обнаружить запах горелого — тот самый, что предшествует пожару.
Глава 4: Андроиды.
Способность удерживать равновесие и, собственно ходить, и были самыми главными проблемами появления на свет «универсальных роботов общего применения». Непросто было до мельчайших деталей разобраться с техникой хождения на двух конечностях, разработать легкие и мощные сервомоторы и достаточно мощные компьютеры, чтобы успевать обрабатывать поступающие данные от всех датчиков и выдавать команды на сервомоторы в реальном времени. Теперь всё это есть.
ASIMO.
Наиболее популярен
и разрекламирован средствами массовой информации андроид ASIMO (Advanced Step
in Innovative MObility) фирмы Honda. ASIMO твёрдо стоит на ногах. Он
ходит, поднимается и спускается по лестницам, танцует и самостоятельно поднимается,
если вдруг упадет на пол. Он узнает людей по лицам, запоминает их имена и при
следующей встрече обращается к человеку по имени, распознаёт жесты и слова.
Рост
Wakamaru.
Производятся компанией Mitsubishi Heavy Industries. Большое внимание разработчиками уделено внешности Wakamaru - чего стоят одни брови, придающие роботу немалое очарование. Помимо того, робот наделен прекрасными манерами и сложной программной начинкой, позволяющей запомнить по именам 10 человек и приветствовать их по имени, приветливо помахивая рукой-манипулятором. Что же до практичных функций Wakamaru, то их у него две - он предназначен для охраны дома и обязанностей личного секретаря. В случае если в ваше отсутствие в дом проберется незнакомый человек, Wakamaru немедленно уведомит вас путем посылки на мобильный телефон сообщений и фотографий. Он напомнит пожилым людям о том, что пора принять таблетки, проверит, нет ли утечки газа, и сообщит по телефону, если ваш близкий человек вдруг потерял сознание и не отвечает на жесты Wakamaru. Робот может отвечать на телефонные звонки, записывать голосовые сообщения, запоминать ваше расписание на день, будить вас и рассказывать погоду. Когда же Wakamaru свободен от своих обязанностей он будет бродить по дому в поисках собеседника, или просто присядет посмотреть телевизор. За железного друга ростом чуть менее метра желающим придется выложить около 14000 долларов, кроме того, обновление программного обеспечения будет стоить около 85 долларов в месяц.
Repliee Q1.
Совсем недавно японцы создали робота, практически совсем неотличимого от человека. Это женщина по имени Repliee Q1. Вместо кожи у нее не твердый пластик, как у обычных роботов, а эластичный силикон. Многочисленные датчики и сервомоторы позволяют андроиду поворачиваться и реагировать на события совсем, как человек. Repliee Q1 умеет моргать глазами, женственно двигать руками и делает вид, что дышит. Пока женщина-робот может только сидеть, но в ее теле имеется 31 силовой привод. Питание приводов осуществляется от воздушного компрессора, а запрограммированы они таким образом, что движения андроида неотличимы от человеческих. Движения тела робота построены на компьютерном анализе движений человека. Алгоритм совершенствуется, когда Repliee Q1 наблюдает за настоящими людьми и действует независимо от них. Андроид способен общаться с человеком и реагировать на прикосновения.
Глава 5: Умный дом.
Система Умный Дом обеспечивает механизм централизованного контроля и интеллектуального управления в жилых, офисных или общественных помещениях. С инсталляцией подобной системы дома или на работе каждый пользователь получает возможность:
· В рамках общей среды обитания задавать параметры собственной индивидуальной среды (свет, температура воздуха, звук и т.д.), в т.ч. сценарии работы системы
· Осуществлять управление необходимой системой (освещение, климат, видеонаблюдение и т.п.)
· Получать доступ к информации о состоянии всех систем жизнеобеспечения дома (находясь внутри него или удаленно)
Общая схема системы управления выглядит следующим образом:
· Центральный процессор управления/главный блок управления
· Датчики (температуры, освещенности, задымленности, движения и др.)
· Управляющие устройства (диммеры, реле, ИК-эмиттеры и др.)
· Интерфейсы управления (кнопочные выключатели, пульты ИК и радиопульты, сенсорные панели, web/wap интерфейс)
· Собственная сеть управления, объединяющая вышеуказанные элементы
· Управляемые устройства (светильники, кондиционеры, компоненты домашнего кинотеатра и др.)
· Вспомогательные сети (Ethernet, телефонная сеть, дистрибуция аудио и видеосигнала)
· Программное обеспечение проекта
Основная функция центрального процессора - управление подчиненными ему устройствами с использованием следующих интерфейсов: Ethernet, RS-232, RS-485, IR, аналоговых и цифровых входов/выходов и др. Также центральный процессор управления содержит многозадачную операционную систему, инструментальные средства программирования и в некоторых случаях Web сервер. Датчики располагаются в определенных местах квартиры, которые непосредственно или через промежуточные устройства связаны единой сетью. Интерфейсы управления осуществляют общее управление системами Умный дом.
Общий алгоритм работы системы Умный Дом:
1. По собственной сети управления информация от датчиков или интерфейсов поступает к центральному процессору управления.
2. Программное обеспечение центрального процессора обрабатывает полученную информацию и генерирует команды для управляющих устройств.
Команды поступают как по собственной сети, так и по вспомогательной. Способы генерации команд, а также форма и состав отображаемой информации о состоянии систем закладывается на этапе разработки программного обеспечения с учетом требований проекта.
Управление системой Умный дом.
Удобство и легкость управления всем многообразием оборудования и систем, объединенных Умным домом в единый организм, является одним из главных достоинств системы.
Для общения с системой и управления ею, используется все многообразие средств от традиционных кнопочных выключателей различного дизайна до сенсорных видео панелей. Причем выключатели и пульты управления не связаны с конкретным светильником, телевизором, кондиционером.
Кнопочная панель, оснащенная микроконтроллером, и подключенная к системе УД, способна управлять не только освещением в данном помещении, но и во всем доме, а также, например, климатом или громкостью звучания музыки. Функциональность каждой кнопки задается программно и может быть изменена по желанию хозяина.
Сенсорные панели являются многофункциональным интерактивным органом управления системой и контроля над состоянием вашего дома или офиса.
Интуитивно понятный интерфейс пользователя системы Умный Дом создается в соответствии с пожеланиями и вкусами хозяина дома. На сенсорных видео панелях отображается план любого помещения или окружающей территории, выводятся картинки с видеокамер. Легким прикосновением к экрану можно изменить режимы работы кондиционеров, включить ландшафтное освещение или полив газонов.
Видео панели могут быть стационарными или переносными, различного размера и дизайна.
Управлять системой можно с помощью персонального компьютера или ноутбука, подключенного к системе Умный Дом через локальную сеть или через сеть Интернет
Бурно развивающиеся технологии дистанционного доступа через сети Интернет или мобильные системы позволяют контролировать и управлять процессами, происходящими в доме, находясь далеко от него.
Для повышения комфортности система управления Умный Дом может иметь набор типовых "сценариев" автоматизированной работы с фиксированными предустановленными настройками.
В одну систему автоматизации связываются освещение, розеточная сеть, охранные системы и климатические установки, что позволяет контролировать и изменять условия комплексно, не задумываясь каждый раз, в какой комнате включить или выключить свет, как изменить режим работы котельной, выключены ли утюг или другие нагревательные приборы.
Эти настройки определяются хозяином, исходя из возможных жизненных ситуаций, и программируются на стадии установки Системы.
При работе системы Умный Дом по любому "сценарию" хозяин может оперативно изменить параметры работы всех устройств помощью любого пульта управления.
Установите режим " Ночь", и Система отключит основное освещение в местах общего пользования, включит ночную подсветку, отключит или переведет в экономный режим работы неиспользуемых потребителей электроэнергии (телевизоры, теплые полы, кондиционеры), включит режим охраны периметра квартиры или дома. Тем самым обеспечивается экономный и безопасный режим работы оборудования. Об аварийных ситуациях система оповестит хозяина через встроенные акустические системы.
Или установите режим "Гости", и система обеспечит наилучшую освещенность и комфортные климатические условия в гостевых помещениях, звуковое и видео сопровождение, изменение световых сцен по заранее заданным программам. Ограничит доступ в некоторые помещения, например спальни, винный погреб.
В режиме "Никого дома нет " все устройства и подсистемы будут переведены в наиболее безопасный и энергосберегающий режим функционирования, при котором отключены все потребители электроэнергии, кроме дежурных устройств (холодильник, телефон, охранная система) и естественно самой системы. В этом режиме Умный Дом осуществляет контроль состояния инженерных коммуникаций и систем, отслеживает попытки несанкционированного доступа в помещения или на территорию. Производится имитация присутствия людей – включение и выключение света в вечернее время в различных помещениях, в соответствии с обычным ритмом, открытие и закрытие жалюзи, включение музыки. Об аварийных и чрезвычайных ситуациях Умный Дом оповестит хозяина с помощью телефонного звонка или SMS-сообщения, а если ему будет поручено, дозвонится до специальных служб (милиция, пожарная часть).
Домашний кинотеатр.
Для управления домашним кинотеатром подключенного к системе Умный Дом, n-ое количество пультов ДУ уже не понадобится. Его заменяет единый пульт управления или сенсорная панель. Программирование сценария позволяет выполнять перечень команд с помощью одной кнопки. Так, при активизации функции «просмотр фильма» опускается моторизованный экран, потолочный лифт выдвигает спрятанный в нише проектор, закрываются светонепроницаемые жалюзи на окнах, гаснет свет.
Функция мультирум распределяет аудио- и видеосигнал, позволяя прослушивать источник сигнала (один или несколько) в независимых зонах (комнатах), управлять источником из любой зоны и регулировать громкость. Во время просмотра фильма Умный Дом создает условия для Вас и Ваших гостей, поддерживая необходимую температуру и проветривая помещение, и при желании может переводить все телефонные звонки на автоответчик.
Климат-контроль.
Система управления климатом используется для поддержания и изменения параметров температуры, влажности и циркуляции свежего воздуха снаружи и внутри помещений. Работу системы обеспечивает набор различных средств: приточная вентиляция, кондиционеры, электрическое или водяное отопление, теплые полы.
Для управления параметрами используются разнообразные датчики, фиксирующие текущее состояние климата в Вашем доме, переключатели и панели. Последние применяются для установления режима работы климатических систем и для отображения полученных показателей. Можно настроить индивидуальный климат для каждого жильца дома или квартиры, разделив помещение на условные зоны. Находясь вне дома и направив сообщение по телефону или Интернету, теперь можно обеспечить комфортные условия у себя дома заблаговременно.
Установив систему Умный дом у Вас появляется возможность:
· Осуществить подогрев комнат в соответствии с желаемой температурой
· Установить более низкую температуру в помещении, например, в ночное время
· Запрограммировать необходимый температурный режим
· Настроить более экономичный режим работы компонентов климат-контроля
· Установить функцию оповещения в случае сбоев работы системы (протечек воды, излишнего давления в трубах)
Управление освещением.
Работа систем освещения в комнатах, целом здании или на прилегающей территории подчинена различным кнопочным выключателям, кнопочным панелям, оснащенным микроконтроллером, и сенсорным панелям. Также каждая клавиша выключателя программируется для выполнения набора функций, задавая режимы: «Гости», «Все ушли» и др. Автоматический режим работы системы освещения осуществляется с помощью различных датчиков, наружных и внутренних, и таймеров для программируемого включения и выключения светильников в заданное время.
Система Умный дом предлагает Вам:
· Включение/отключение света из любого места Вашего дома при неограниченном количестве светильников в помещениях – от квартиры до гаража
· Регулирование яркости свечения ламп
· Воспроизведение заранее заданных световых сценариев (в зависимости от присутствия в помещении человека, времени суток – например, «вечер», года – «зима», освещенности)
· Обеспечение энергосберегающего режима освещения
Интеллектуальное управление светом значительно экономит энергоресурсы. Они могут быть перераспределены в пользу самого энергопотребляющего на данный момент оборудования. Помимо функции снижения пиковой нагрузки, это увеличивает ресурс работы светильников.
Безопасность.
Система безопасности Умного Дома представляет собой комплекс функций по обеспечению комфорта Вашей жизнедеятельности. Сюда относятся: охранная и пожарная сигнализация, контроль доступа, состояния инженерных подсистем, видеонаблюдение и т.д.
Текущее состояние охраняемых зон контролируют проводные и беспроводные датчики (например, датчики окон, дверей, движения, задымленности). В зависимости от типа сигнала они вызывают соответствующую реакцию управляющей системы. Если датчик фиксирует угрозу возникновения пожара, система принимает решение отключить электроэнергию, отправить на мобильный телефон хозяину SMS-сообщение или оповестить его о случившемся через Интернет. В случае несанкционированного вторжения, система также передает тревожный сигнал на пульт охраны, включает звуковую и световую сигнализацию, информирует хозяина с помощью телефонного звонка.
Система Умный дом гарантированно обеспечит Вам разрешение любых форс-мажорных ситуаций, предложив:
· Контроль допуска в здание (для хозяев: использование карточек с индивидуальным кодом, считывание отпечатков пальцев; для гостей – аудио- или видеодомофон)
· Контроль несанкционированного доступа в Ваше помещение, принятие необходимых мер в случае вторжения (предупреждение по громкоговорящей линии, блокировка дверей, вызов охраны, дозвон в специальные службы) и ограничение проникновения в отдельные помещения (для детей и обслуживающего персонала)
· Система видеонаблюдения (запись и выведение изображения на монитор, телевизор, компьютер или через Интернет) снаружи здания и в помещениях
· Специализированный контроль и автоматическая ликвидация сбоев в работе инженерных систем (в случае протечек воды, утечки газа). Работа систем пожаротушения, вентиляции
Вызов официанта.
Современное оборудование и безупречный сервис составляют на сегодняшний день доминанту современного ресторанно-гостиничного бизнеса. Вызов официанта в ресторане с использованием систем Умный Дом, - это оперативность заказа блюд и даже контроль его выполнения.
Вызов официанта осуществляется с помощью:
· специальной кнопки на столике посетителей
· ЖК-дисплея
Официант получает сигнал вызова от клиента, находясь либо в зале, либо в служебном помещении. Более предпочтительным и удобным сервисом для посетителя, хотя и дорогостоящим, является непосредственный заказ блюда с помощью ЖК-монитора (в ресторанах элитной категории). Он предусматривается как на клиентских столиках, так и у администратора. Это позволяет избегать повторных сигналов к вызову. Клиенту можно не сомневаться, что его заказ принят и находится в стадии обработки.
Оформить заказ можно и из номера гостиницы. Тогда сигнал о вызове поступает с индивидуального пульта клиента на централизованный диспетчерский пульт либо ЖК-дисплей.
Заключение.
В своей курсовой работе я рассмотрела тему домашних роботов и системы Умный дом. В данной работе описано, как Умный Дом обеспечивает механизм централизованного контроля и интеллектуального управления в жилых, офисных или общественных помещениях. Также показано, что домашние роботы делятся на несколько подгрупп в зависимости от их назначения, а именно: роботы для развлечения, роботы-пылесосы, сторожевые или охранные роботы и андроиды. В конце 2003 года в употреблении находились 691 тысяча роботов, предназначенных для развлечений или обучения. Главным образом, это такие игрушки, как Sony Aibo. К 2007 году рынок развлекательных роботов расширится примерно на два с половиной миллиона единиц. Увеличение количества роботов на Земле исследователи связывают не только с развитием технологий, но и с удешевлением роботов (за последние 12 лет их стоимость в среднем упала вдвое), а также с увеличением инвестиций в эту область.
Список используемой литературы:
1. http://www.membrana.ru/
2. http://news.bbc.co.uk/
3. http://www.itogi.ru/
4. http://www.news.battery.ru/
5. http://www.zdnet.ru/
6. http://www.intelkey.ru/