VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Исследование взаимоотношений человека и робота
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Современный мир - мир нового и совершенного!
Сегодня мы живем в стремительно изменяющемся мире, неотъемлемой частью которого являются роботы, которые активно внедряются в нашу жизнь.
Ученые, исследователи всего мира пытаются воплотить то, что упростит жизнь человека и сделает ее интереснее. Поэтому робототехника в наше время развивается очень быстро и уверенно. Постоянно появляются более новые и современные роботы, которых некоторое время назад даже сложно было представить.
Тема моей работы «Исследование взаимоотношений человека и робота» актуальна в наше время. Мир развивается, постоянно совершенствуется.
Актуальность данной темы состоит в том, что в современной жизни с каждым днем совершенствуется «разумная техника», так называемые роботы, способные выполнять то, что может и чего не может обычный человек.
Цель работы: привлечь внимание моих одноклассников фактами о роботах, проанализировать влияние роботов на жизнь современного человека.
Задачи исследования:
Изучить, что из себя представляют роботы; историю их возникновения;
Провести анкетирование и выяснить у одноклассников: знают ли они, какие роботы их окружают, может ли современный человек обойтись без помощи роботов;
Проанализировать день из моей повседневной жизни;
Заинтересовать одноклассников темой нашей исследовательской работы.
Проблема – роботы полезны или приносят вред человеку?
Гипотеза – я предполагаю, что человек в современном мире не может обойтись без помощи роботов. Робот способен заменить человека.
Объект исследования – роботы и современный человек.
Предмет исследования – влияние роботов на жизнь современного человека.
В своей работе я использовал такие методы как:
- наблюдение,
- беседа с одноклассниками,
- анкетирование,
- анализ.
Практическая значимость. Я думаю, данная тема будет полезной не только для меня, но и для многих ребят, потому что нынешнее поколение вполне готово к использованию роботов в личной жизни.
Глава 1. Роботы в современном мире
1.1 Определение понятия «робот» в научной литературе
Роботы – автоматизированные машины, которые способны выполнять функции человека. О них люди мечтали еще с древних времен, и вот сейчас, в современном мире, эти механизмы входят в наше общество с огромной скоростью. Основное их предназначение – сделать нашу жизнь более комфортной, более удобной, улучшить условия труда, освободить руки от «сложных» рабочих процессов и увеличить производительность [7].
Для одних людей, роботы – это какая-то высокая технология, для других – это просто консервная банка, созданная ради развлечения публики. У каждого из нас складывается свое мнение о роботах…
Роботы чаще всего встречаются в промышленности, но, кроме того, «умные» машины также задействованы и в военных отраслях, и в медицине, в различных сферах обслуживания, и потребительском секторе.
Если ранее роботы могли выполнять только повторяющиеся рутинные команды по программе, то сейчас их уровень стал намного выше, они уже могут понимать наши жесты и эмоции. Кроме того, практически каждый желающий имеет возможность создавать свои программы и добавлять новые функции к роботам. Таким образом, роботы имеют все шансы влиться в наше общество и стать нашими друзьями [1].
1.2 История появления и развития роботов
Доказано, что создание роботов волновало человечество с древности…
Еще в 1596 году Леонардо Да Винчи спроектировал (а возможно собрал и испытал) механического рыцаря, облаченного в броню, по видимому, являющегося первым антропоморфным роботом.
Внутри доспехов находился механизм, приводящий в движение искусственного человека при помощи тросов и роликов, создавая иллюзию, что там внутри есть живой человек.
Рыцарь-робот умел садиться, двигать головой и руками, анатомически правильно открывать и закрывать рот. Также он мог имитировать звуки – шел под сопровождение автоматических барабанов.
В античной истории остались следы примитивных древних роботов. Спреди мифов и легенд можно найти упоминание о Талосе – возможно, первом роботе в истории человека. Также, нам дополнительно известно о некоторых изобретениях величайших ученых античности [9].
Не только в мифах присутствуют сведения о роботах. Так, в 350 годы до нашей эры греческий ученый Архит сконструировал механическую птицу, которая могла парить в воздухе. Это был прототип современного аэроплана. Относительно возможности существования других роботов в древней Греции ученые не пришли к единому мнению, а археологические находки, способные подтвердить мифы, исследователям пока не встретились.
Французский механик и изобретатель Жак де Вокансон в 1738 году создал механическую утку, покрытую настоящими перьями, которая могла ходить, двигать крыльями, крякать, пить воду, клевать зерно.
Швейцарский часовщик Пьер-Жак Дро в 1770 году создал автомат писец. Это сидящая за столом девочка, выписывающая аккуратным подчерком буквы, слова, и даже могла нарисовать собаку. При этом она покачивала головой и опускала веки в такт движения руки.
Российская Робототехника имеет свою историю. К разработке первого робота в нашей стране приступили в 1969 году. Это был промышленный робот и назывался он «Универсал – 50». Его продемонстрировали на выставке в Сетуне в 1971 году. После этого роботы стали активно внедряться в промышленное производство [2].
Сейчас промышленные роботы составляют более 80% от всех существующих на сегодня устройств. Они способны практически полностью заменить человека на многих заводах: механические «рабочие» не допускают ошибок, не устают, им не нужно платить зарплату.
1.3 Роботы сегодня
Мы живем в 21 веке и такое явление как роботы совсем не является чем-то необычным. В современном мире роботы довольно востребованы.
С самого детства человек знакомится с роботами. Это и управляемые машинки, трансформеры, игрушки, которые реагируют на движения и жесты человека, издающие звуки. Для детей постарше в магазинах продаются различные конструкторы с множеством деталей с датчиками, моторчиками и схемами. Такие игрушки могут быть интересными не только детям, но и взрослым.
Каких только роботов не бывает! Механические, нанороботы, биороботы…промышленные, строительные, сельскохозяйственные, транспортные, бытовые, боевые, охранные, исследовательские и другие… и каждый из них имеет свое предназначение, свою структуру и направление. Их используют в абсолютно различных сферах жизни, о которых многие могут даже и не догадываться.
Медицина. Самым удивительным образом роботы спасают человеческие жизни. Ученые постоянно создают медицинских микророботов, способных проникать в организм человека, механизированные руки и т.д., способные проводить высокотехнологические операции. Американские специалисты, например, разработали прототип инвалидного кресла, которое может самостоятельно двигаться. В Японии в больницах уже трудятся механизированные медсестры и медбратья, а в будущем они еще и смогут носить больного на руках. Неподвижные искусственные руки остались в далеком прошлом. Нынешние протезы умеют двигать пальчиками. Их управление напрямую связано с электрическими импульсами, передаваемыми телом.
Быт. Одно из самых популярных направлений в роботостроении – создание помощников по хозяйству. Самые известные из них – робот-пылесос и газонокосильщик. Также, можно встретить роботов, специально разработанных для выполнения более сложных бытовых задач. Вот, например, корейский робот Mahru-Z умеет убираться, загружать стиральную машину, подогревать пищу в микроволновке, и приносить ее хозяину.
Производство. Невозможно представить себе современные заводы без роботизированной техники. Роботы выполняют множество самых различных операций. В основном – это действия, требующие многократного повторения и высокой точности. Зачастую применение роботов спасает целые отрасли промышленности. Ведь их применение позволяет значительно увеличить производительность труда, освободив при этом человека для решения более важных задач.
Космос. Большая часть космических исследований легла именно на плечи роботов. Луноход, Марсоход, робот-аватар – наиболее известные из космороботов. На самом деле их разновидностей очень много, и все они предназначены для работы в условиях космоса, где выполняют действия, которые для человека были бы непосильны и крайне опасны.
Системы безопасности. Такие роботы первыми обнаруживают пожароопасные ситуации и предотвращают их. Современные военные учения максимально приближены к реальности, благодаря роботам, имитирующим противника. Также, такие роботы способны длительно следить за объектами, вызывающими подозрение у органов правопорядка. Не так давно российскими учеными был представлен военный робот нового поколения МРК-27-БТ. Управление им осуществляется при помощи двух джойстиков. В конструкции робота предусмотрены две камеры, передающие видеосигнал на два монитора, что позволяет вести прицельный огонь. В России планируется серийное производство таких роботов.
Развлечения. Это те роботы, которые несут людям радость. Интерактивные игрушки, радиоуправляемые машины и вертолеты, всевозможные поющие и танцующие животные – все это представляет собой современный мир игрушек-роботов, способных развлечь как ребенка, так и взрослого [3].
Но интереснее и необычнее всего для большинства – гуманойдные роботы, которые похожи на людей. Во многих случаях эта схожесть почти полная. Японский инженер Хироши Ишигуро, работающий в робототехнической лаборатории, создал робота-клона. Другими словами, этот робот похож на своего создателя как две капли воды. Он даже посадил робота в университете города, где читает лекции. Некоторые студенты спутали робота и самого профессора, насколько они похожи.
Таким образом, современный мир уже не возможно представить без применения высоких технологий и роботов. Занятия по робототехнике стали очень популярны в настоящее время. Они помогают детям идти в ногу со стремительно развивающимся прогрессом и дают уникальную возможность для участия в улучшении качества жизни [6].
1.4. Влияние роботов на жизнь человека
Все больше и больше новых технологий придумывают люди, чтобы облегчить себе жизнь, и называют их роботами. Но как же роботы влияют на нашу жизнь?
Безусловно, роботы, в наше время, очень полезная вещь. Благодаря роботам человек облегчает себе жизнь в целом. Но не окажется ли так, что при всех положительных моментов взаимодействия человека с роботами человек исчезнет как «личность», и миром будут править роботы….
Можно выделить много достоверных фактов, которые говорят о положительном влиянии роботов на жизнь людей.
Роботы часто выполняют тяжелые, или даже совсем невыполнимые для человека задачи. Если человек может лишиться жизни, совершив маленькую ошибку, то робота можно пересобрать. Поэтому очень часто роботы используются в опасной для человека профессии.
Роботы не знают усталости и могут работать сутками, главное, чтобы хватило заряда батареек. Про эффективность роботов не следует и говорить – то, что у людей может занять год работы, робот выполнит за месяц, а то и меньше.
Роботы гораздо выносливее и сильнее человека, поэтому часто, там где человек не может справиться, используют роботов. Роботам не надо платить, они не болеют, не могут получить травму, с работой справляются эффективней людей, а риск, что робот пострадает – гораздо меньше.
Роботы обладают возможностями гораздо выше человеческих способностей, поэтому так часто нами применяются. Так, изобретенный в медицине робот-терминал доказал, что действительно может быть эффективней человека. Благодаря ему было выявлено, что из 100% людей 90% страдающих онкологическими заболеваниями, в то время как профессиональные онкологи выявили лишь 50%.
Таким образом, можно сказать, что человек и робот тесно связаны между собой. Человек в настоящее время не обходится без помощи роботов практически ни дня [4].
Однако, надеясь на возможности и безотказность роботов, неправильно думать, что все за нас они будут делать. Ведь это может привести к неприятным, и даже фатальным последствиям…Человек в настоящее время не обходится без помощи роботов практически ни дня.
Потеря интереса к жизни. В чем смысл жизни, если все люди будут просто потребителями и пожинать плоды работы роботов? Можно спокойно сидеть, есть, спать, не заботиться о работе, о семье - просто потерять стимул в жизни.
Риск деградации. Если труд сделал из обезьяны человека, то отсутствие труда может повернуть процесс в обратную сторону.
Риск исчезновения человечества как вид. Зачем слабые люди на планете Земля, если есть сильные роботы?
Как показывает жизнь, люди очень зависимы от роботов, очень привязаны к ним как морально, так и психологически. И эта привязанность, зачастую, может также сыграть злую шутку с человеком [5].
Глава 2. Опытно - экспериментальные исследования
2.1 Организация исследования
Для организации исследования необходимо собрать информацию среди моих одноклассников об их знаниях о роботах; подготовить анкету для проведения анкетирования одноклассников; составить ряд наводящих вопросов, которые позволят узнать больше информации от ребят на интересующую тему исследовательской работы, а также подготовить себя для проведения эксперимента.
Для проведения анкетирования также необходимы участники (мои одноклассники), листы-анкеты (в количестве опрашиваемых участников), ручки (для заполнения ребятами анкет).
Также необходимы навыки работы на компьютере, в различных программах: набор текста, создание таблиц и диаграмм, подготовка презентации, её оформление.
2.2 Анкетирование как способ узнать отношение ребят к роботам
Для того, чтобы выяснить у одноклассников знают ли они, что их окружают роботы, какие их окружают роботы, как влияют роботы на жизнь человека и т.д. мною было проведено анкетирование ребят.
В анкетировании приняло участие 20 человек. Все они – ученики 3 «А» класса лицея «Синтон».
Ребятам было предложено ответить на несколько вопросов, представленных в специальных анкетах (Приложение 1).
Вопрос № 1: Знаешь ли ты, кто такие роботы?
Рис. 1 «Вопрос №1: Знаешь ли ты, кто такие роботы?»
Итак, по Рис.1 видно, что 80% ребят знают, что из себя представляют роботы, оставшиеся либо не знают о роботах, либо затрудняются ответить.
Вопрос № 2: Какие роботы окружают тебя в жизни?
Рис. 2 «Вопрос №2: Какие роботы окружают тебя в жизни?»
По Рис.2 видно, в повседневной жизни ребят окружают роботы-помощники, которые используются в быту. Большинство ребят 40% отметили компьютер, 20% ребят – телефон, 15% - телевизор, 10% - микроволновая печь, 5% ребят – пылесос, и 10% ребят ответили, что не видят в своем окружении роботов.
Вопрос № 3: Роботы полезны или вредны для человека?
Рис. 3 «Вопрос №3: Роботы полезны или вредны для человека?»
Итак, по Рис.3 видно, что 90% ребят считают, что роботы приносят пользу человеку.
Вопрос №4: Может ли робот заменить человека?
Рис. 4 «Вопрос №4: Может ли робот заменить человека?»
По Рис.4 видно, что мнения опрашиваемых ребят разделились. 45% из них считают, что роботы вполне могут заменить человека, другие 35% ребят считают иначе. Оставшиеся 20% ребят затруднились ответить.
Вопрос №5: «Может ли человек обойтись без роботов?»
Рис.5 «Вопрос №5: Может ли человек обойтись без роботов?»
По Рис.5 видно, что большинство ребят 45% считают, что человек не может обойтись без роботов, 25% ребят считают иначе, остальные затруднились ответить на этот вопрос.
Таким образом, в результате проведенного анкетирования, я могу говорить о том, что большая часть ребят из моего класса считают, что роботы приносят пользу человеку, и они, несомненно, нужны и полезны для современного человека.
Конечно, если задуматься о том, может ли робот заменить человека при выполнении определенных задач, то здесь невозможно сказать точно. Да, роботы могут заменить человека в работе, при выполнении различных операций, в медицине, в производстве, в быту, и в других отраслях… Но, в отношениях между людьми, между друзьями, родными и близкими - ответ будет однозначно «нет». Ведь человек – настолько разумное, сложное существо, которое умеет думать, любить, испытывать эмоции, различные чувства, чего робот делать не может! Поэтому мнения ребят на этот вопрос так разделились.
Итак, по результатам анкетирования, можно сделать вывод, что нынешнее поколение младших школьников вполне готово к использованию роботов в своей личной жизни.
2.3 Анализ повседневной жизни как способ узнать связана ли моя жизнь с роботами
Я решил попробовать проанализировать мой обычный будний день. Понять, насколько моя повседневная жизнь связана с роботами, которые меня окружают…
Итак, мой день начался со звонка будильника на сотовом телефоне. Без него я бы мог проспать и опоздать в школу.
Мой завтрак был разогрет в микроволновке. Без нее завтрак был бы холодным и невкусным.
Чтобы спуститься с восьмого этажа я воспользовался лифтом. Без него я бы потерял больше времени, хотя, если я не тороплюсь, обычно я спускаюсь пешком.
Чтобы перейти проезжую часть, я воспользовался светофором.
Для того, чтобы попасть в лицей, нужно пройти турникет, с помощью школьной карты.
После окончания уроков, по плану – тренировка, на которую я обычно езжу на автобусе.
Вечером, когда все уроки на завтра сделаны, все собрано, появляется свободное время, когда мне можно посмотреть телевизор, посидеть в интернете на ноутбуке, или поиграть в телефон.
Таким образом, проанализировав мой обычный будний день, я могу сказать, что очень сложно, даже практически невозможно, провести день без помощи роботов. Я уверен, роботы облегчают нашу жизнь, помогают нам решать иногда непосильные нам задачи. Сейчас трудно представить, как раньше люди жили без помощи роботов-помощников.
Заключение
Итак, в ходе нашей исследовательской работы было выявлено, что человек и роботы тесно связаны между собой. Главная задача робота - облегчить жизнь современного человека. Не следует забывать, что роботы появились не сами, их создал человек! А значит человек умнее, разумнее, совершенней роботов. Человек создает «машины» под себя, под свои потребности, закладывая программу в «мозг» робота. Поэтому роботы так полезны в жизни людей, и при правильном использовании не способны причинить вред.
Именно здесь следует упомянуть о трех законах робототехники:
Робот не может причинить вред человеку или своим действием допустить, чтобы человеку был причинен вред.
Робот должен повиноваться всем приказам, которые отдает человек, кроме тех случаев, когда эти приказы противоречат Первому закону.
Робот должен заботиться о своей безопасности в той мере, в какой это не противоречит Первому и Второму закону [8].
Роботы действительно могут заменить людей, но только при выполнении какой-нибудь работы или действия. Быть разумным, испытывать различные чувства как человек, робот не сможет.
Мы живем в такое время, когда искусственный интеллект является неотъемлемой частью нашей жизни, и только в наших силах правильно этим воспользоваться.
В будущем я планирую посещать занятия по робототехнике, чтобы изучить весь процесс создания роботов изнутри.
Список литературы
1. Электронный ресурс: https://habr.com/company/unet/blog/337902/
2. Электронный ресурс: https://ria.ru/entertainment/20110827/424738475/
3. Электронный ресурс: http://neobyasnimoe.ru/post_1263594809.html
4. Электронный ресурс: http://www.prorobot.ru/01/amer_robot.php
5. Электронный ресурс: http://spasti-sebya.ru/robot-i-chelovek/
6. Истомина Е. Роботы. Большая энциклопедия. Эксмо: 2017.
7. Кангелоси А., Шлезингер М. Развивающая робототехника: от младенцев и до роботов, 2015.
8. Корендясев А.И. Теоретические основы робототехники. Книга 1-2. М: Наука, 2006.
9. Юревич, Е. И. Основы робототехники — 2-е изд., перераб. и доп. — СПб.:БХВ-Петербург, 2005.
Приложение
Анкета
Ребята, ответьте, пожалуйста, на несколько вопросов:
Вопрос 1. Знаешь ли ты, кто такие роботы??
Ответ : а) Да б) Нет в) Затрудняюсь ответить
Вопрос 2. Какие роботы есть в вашей жизни?
Ответ: ____________________________________________________
Вопрос 3. Роботы полезны или вредны для человека?
Ответ: а) Полезны б) Вредны
Вопрос 4. Может ли робот заменить человека?
Ответ: а) Да б) Нет в) Затрудняюсь ответить
Вопрос 5. Может ли человек обойтись без роботов?
Ответ: а) Да б) Нет в) Затрудняюсь ответить