¡Preguntas sobre robots!
El desarrollo del océano es una cuestión importante que enfrenta la humanidad en el siglo XXI. La exploración, la investigación y la utilización efectiva de los mares internacionales y las áreas de los fondos marinos son desafíos para que China desarrolle la alta tecnología marina y las futuras industrias marinas.
El Instituto de Investigación de Automatización de Shenyang es una de las entidades de investigación científica más influyentes en el país y en el extranjero que desarrolla robots submarinos y forma productos. Se trata del primer robot submarino autónomo de China con y sin cables. En cierto sentido, los logros de la tecnología de robots submarinos del Instituto de Automatización de Shenyang en varias etapas representan el nivel y el proceso de desarrollo de mi país en este campo técnico. Como parte de la base de fabricación avanzada del proyecto "Innovación del conocimiento" de la Academia de Ciencias de China, el Instituto de Investigación de Automatización de Shenyang ha desempeñado un papel insustituible en la investigación, el desarrollo y la aplicación de robots submarinos para la tecnología nacional de equipos submarinos, especialmente equipos marinos importantes. tecnología y desarrollo de los océanos.
El instituto cuenta con un equipo de diseño con conceptos avanzados, tecnologías bien capacitadas, experimentadas y integrales. El laboratorio de robots submarinos está equipado con condiciones y equipos de prueba avanzados completos. Tres cámaras de presión de simulación de aguas profundas pueden realizar pruebas de simulación submarina con profundidades de agua de 1000 m, 1500 m y 7200 m respectivamente. El grupo de pruebas tiene 20 m de largo, 12 m de ancho y 9 m de profundidad, y puede usarse para pruebas de rendimiento y depuración de varios robots submarinos. En la actualidad, se ha formado la capacidad de producción de robots submarinos grandes, medianos y pequeños y se han llevado a cabo diversas operaciones de ingeniería submarina en el país y en el extranjero.
Ya a finales de la década de 1970, considerando que el océano es un campo de aplicación amplio, a largo plazo, el desarrollo de la ciencia y la tecnología robóticas con el océano como telón de fondo es una empresa pionera, y la Academia China de Las ciencias tienen capacidades multidisciplinarias y integrales de I + D, estamos listos para organizar esfuerzos en todo el hospital para apoyar la implementación de este importante proyecto. La Reunión de Planificación de Disciplinas de Ciencias Naturales de la Academia de Ciencias de China celebrada en 1977 incluyó en el plan el desarrollo del proyecto del robot. Después de regresar de su visita a Japón, el académico Jiang Xinsong propuso la idea de desarrollar robots submarinos. Desde entonces, el Instituto de Automatización de Shenyang se ha fijado el objetivo estratégico de "salir al mar" para contribuir al desarrollo de los océanos y participar en la investigación de aplicaciones de máquinas marinas inteligentes, y está decidido a "capturar tortugas marinas en los cinco océanos". En 1983, este tema fue incluido oficialmente como tema clave de la Academia de Ciencias de China, creando el campo de investigación de robots inteligentes y sentando las bases para la investigación y el desarrollo de robots submarinos.
En los últimos 20 años, los "robots submarinos" han sido el centro del trabajo del instituto y posteriormente se han incluido en proyectos nacionales clave durante el Sexto Plan Quinquenal, el Séptimo Plan Quinquenal, el Octavo Plan Quinquenal y Décimo Plan Quinquenal, y se han convertido en el campo de automatización del Plan Nacional 863. Los contenidos clave del proyecto temático de robots inteligentes. El Instituto de Investigación de Automatización de Shenyang ha desarrollado una variedad de productos de robots submarinos mediante el establecimiento de una base de ingeniería de demostración de robots, que se utilizan en observación submarina, operaciones en alta mar y proyectos de salvamento. A través de la cooperación internacional, se desarrolló con éxito el robot submarino de 6000 m, llevando la investigación y el desarrollo de robots submarinos de mi país al nivel avanzado internacional.
El robot submarino RECON-IV tiene funciones potentes y alta confiabilidad, y se ha convertido en una marca de renombre internacional. Muchos de sus equipos se exportan al mercado internacional y algunos han brindado servicios técnicos a plataformas de perforación petrolera del Mar Meridional de China durante muchos años. Los robots submarinos ligeros "Qianhai-1" y "Goldfish" desempeñan un papel importante en la exploración y arqueología submarina en las zonas costeras y lacustres. El robot submarino "Qianhai-2" proporciona un sólido apoyo técnico a la seguridad nacional con sus poderosas funciones de trabajo. El robot submarino de arrastre "Starfish" utilizado para tender cables ópticos submarinos es la primera máquina tendidora de cables ópticos submarinos autopropulsada de mi país y se ha desarrollado y puesto en práctica con éxito.
Con el apoyo del programa nacional "863", se completaron el robot submarino autónomo sin cableado "Explorer" de 1000 m de profundidad y las unidades generales "CR-01" y "CR-02" de 6000 m de profundidad, marcando el La finalización de la tecnología de robots submarinos autónomos de mi país ocupa una posición de liderazgo en el mundo. El proyecto del robot submarino de 6.000 metros es la máxima prioridad del plan nacional “863”. Gracias a la cooperación con Rusia, se desarrolló con éxito un robot submarino de 6.000 m y la prueba en aguas profundas se completó en agosto de 1995. El desarrollo de robots autónomos submarinos sin cables de 6.000 metros implica automatización, computadoras, hidroacústica, buceo profundo, mecánica de fluidos, materiales, energía y otras especialidades. Necesita resolver comunicaciones submarinas, sellado de alta presión, control de navegación autónomo, sistemas de energía, energía. sistemas y varias otras tareas de alta tecnología como recopilación y procesamiento de información, materiales especiales, confiabilidad, etc. El robot submarino autónomo "CR-01" ha completado con éxito muchos estudios de recursos en aguas profundas del Océano Pacífico. Con el fin de mejorar aún más la confiabilidad, practicidad, capacidades de apoyo logístico, movilidad y resistencia del robot autónomo submarino de 6000 metros, y desarrollarlo desde un prototipo utilizable hasta un prototipo práctico, en agosto se lanzó el proyecto del robot autónomo submarino de 6000 metros. 2018. Se implementó oficialmente en agosto de 1996. Su objetivo es proporcionar un prototipo práctico de un robot autónomo a 6.000 metros bajo el agua para los estudios oceánicos de la Asociación Oceanográfica de China. El trabajo principal del proyecto es mejorar la confiabilidad del prototipo original y lograr practicidad. Los experimentos han demostrado que el robot autónomo sin cables submarino CR-02 mejorado de 6000 m tiene un rendimiento excelente, alta confiabilidad y puede realizar tareas específicas. Ha logrado la transformación de los robots submarinos autónomos de la programación manual al monitoreo, y su nivel técnico ha alcanzado un alto. nivel. Los expertos creen que los robots submarinos son el equipo de exploración de los fondos marinos más avanzado del mundo.
La serie CR de robots submarinos de alto rendimiento puede realizar grabaciones de vídeo, fotografías, medición de perfiles y topografía del fondo marino, determinación de la abundancia de nódulos polimetálicos del fondo marino, búsqueda y observación de objetos hundidos en el fondo marino y grabación automática que incluye imágenes y movimientos del robot bajo el agua a una profundidad de seis kilómetros. Varios datos, incluida la trayectoria y su posición coordinada, pueden navegar y funcionar de acuerdo con la programación previa, evitar obstáculos automáticamente, tener funciones de autodiagnóstico de fallas y flotabilidad de emergencia, y pueden proporcionar comando de control remoto. Esto demuestra que China tiene la capacidad y los medios para resolver con éxito estas altas tecnologías y ha entrado en la etapa práctica de exploración y aplicación de los recursos de nódulos polimetálicos del fondo marino. El exitoso desarrollo de un robot submarino de 6.000 metros ha convertido a China en uno de los pocos países del mundo capaz de desarrollar este tipo de robots submarinos autónomos. Puede llegar a todas las zonas de los fondos marinos del mundo excepto a las trincheras, es decir, a todos los fondos marinos con perspectivas económicas, que representan el 98% de la superficie oceánica. Proporciona medios y herramientas técnicos poderosos para que mi país ingrese a las zonas oceánicas internacionales y desarrolle los recursos marinos.
Actualmente el instituto está desarrollando un robot submarino tripulado con una profundidad de 7.000 metros, también conocido como "satélite submarino", que se espera que entre en funcionamiento en 2005. Esto significa que China tendrá la capacidad de realizar exploraciones precisas de áreas marinas complejas, incluidas trincheras de aguas profundas, y el ritmo de desarrollo de recursos marinos de China se acelerará enormemente. Actualmente, sólo Rusia, Estados Unidos, Japón y otros países del mundo cuentan con robots tripulados submarinos con una profundidad similar. En un futuro previsible, con un mayor desarrollo sobre esta base, los robots tripulados submarinos de China podrán detectar la Fosa de las Marianas, que es la fosa más profunda del mundo con una profundidad de más de 10.000 metros. Los robots tripulados submarinos se utilizan principalmente para la investigación científica marina y la exploración de recursos del fondo marino. Son un tema de investigación clave durante el período 15 del Plan de Alta Tecnología 863 de China (2001-2005). El robot submarino tripulado tiene una profundidad de buceo de 7.000 metros y fue desarrollado conjuntamente por el instituto, la Corporación de la Industria de Construcción Naval de China y la Academia de Ciencias de Rusia. Entre ellos, China es responsable de la tecnología central de fabricación de robots y Rusia proporciona tecnologías como carcasas de presión de aleación de titanio para mantener la seguridad de la vida. Según el acuerdo, China disfrutará de todos los derechos de propiedad intelectual independientes del robot.
La segunda expedición científica de China al Ártico patrocinada por la Administración Estatal Oceánica estaba equipada con un robot submarino ROV "basado en el mar" de tamaño mediano desarrollado por el Instituto de Automatización de Shenyang, y dos miembros del personal científico y técnico se hicieron a la mar con el barco. Esta es la primera vez que un robot submarino desarrollado por el Instituto de Investigación de Automatización de Shenyang participa en una expedición científica al Ártico. Se informa que después de que la segunda expedición científica del Ártico de China ingresó al área de hielo flotante del Océano Ártico, se comenzó a utilizar el robot submarino "Sea Base". El robot puede moverse libremente a una profundidad de 300 metros para fotografía, observación, medición, operación, etc. y utilice un sistema de sonar de vista inferior para observar el espesor del hielo marino. Tiene las ventajas de un tiempo de funcionamiento prolongado, amplio alcance, alta seguridad, datos de investigación científica intuitivos y un análisis de posprocesamiento sencillo, incomparable con otras personas y otros equipos. Por primera vez, un robot submarino ha llevado a cabo una serie de investigaciones científicas y aplicaciones de demostración en el área del hielo del Ártico, lo que es de gran importancia para ampliar los campos de aplicación de los robots submarinos.
La serie de logros en tecnología de robots submarinos ha ganado más de 20 premios, incluido el Premio al Progreso Científico y Tecnológico de la Academia Nacional de Ciencias, el Premio al Progreso de la Ciencia y la Tecnología de la Provincia de Liaoning y la Medalla de Oro de la Exposición Mundial de Invenciones. Entre ellos, la "Cr. -01"El robot submarino autónomo de 6000 m ganó el Premio de Ciencia y Tecnología de la Academia China de Ciencias de 1995. Premio Especial de Progreso y Premio Integral.
Shenyang Automation siempre ha adoptado un modelo de trabajo abierto y cooperativo en la investigación y el desarrollo de robots submarinos. Tiene buena experiencia de cooperación y relaciones con algunas unidades de investigación y empresas en los Estados Unidos, Rusia e Italia. y tiene buena experiencia de cooperación y relaciones con el Centro de Investigación de Barcos de China. Unidades ventajosas relevantes como el Instituto de Acústica de la Academia de Ciencias de China, la Universidad de Ingeniería de Harbin, la Universidad Jiao Tong de Shanghai y el Instituto de Ingeniería de Barcos de China Oriental han formado un red de cooperación amigable y eficaz. Para adaptarse al mayor desarrollo de robots submarinos y llevar a cabo el desarrollo industrial, el instituto planea construir una base de prueba y producción de robots submarinos más grande en la Zona de Desarrollo de Shenyang Hunnan.
Hoy en día, la humanidad se enfrenta a tres grandes problemas: población, recursos y medio ambiente. Con el rápido desarrollo de la economía nacional y el continuo aumento de la población mundial, los humanos consumen cada vez más recursos naturales y los recursos de la tierra disminuyen día a día. Para sobrevivir y desarrollarse, el desarrollo de los océanos es imperativo.
El océano representa el 71% de la superficie terrestre, con un volumen de 1.400 millones de kilómetros cúbicos. Hay ricos recursos biológicos y minerales en el fondo del mar y en el océano. Todavía hay vida en el fondo marino por debajo de los 6.000 metros. La vida en condiciones tan extremas es especialmente valorada por los biólogos. El fondo marino es rico en nódulos polimetálicos, especialmente cobre, manganeso, níquel y cobalto, con reservas estimadas en 10 millones de toneladas. 7 billones de toneladas. Las reservas de manganeso, cobre y níquel en el fondo del mar son 68 veces mayores que las de la tierra, 22 veces y 274 veces las de la tierra respectivamente. Las reservas de uranio para fabricar bombas nucleares llegan a 4 mil millones de toneladas, que son 2.000 veces. el de la tierra. El océano es también una enorme reserva de energía, y la cantidad total de hidratos de gas natural equivale a más del doble de la cantidad total de recursos combustibles terrestres. Hay 13.500 millones de toneladas de petróleo y casi 140 billones de metros cúbicos de gas natural almacenados bajo el mar. Por tanto, la exploración del fondo marino es similar a la exploración espacial, que también resulta muy atractiva y desafiante.
En 1991, China fue aprobada por las Naciones Unidas como el quinto inversor pionero en minería de aguas profundas. Emprendió la tarea de exploración de 300.000 kilómetros cuadrados de fondo marino y finalmente poseyó 75.000 kilómetros cuadrados de superficie marina. los recursos minerales más ricos. El gobierno chino ha hecho del desarrollo de los océanos una de las prioridades estratégicas para el desarrollo económico y social nacional en el siglo XXI.
Los robots submarinos son el producto de una serie de altas tecnologías modernas y su integración de sistemas, y son de especial importancia para la economía marina, la industria marina, el desarrollo marino y la alta tecnología marina de mi país.
Tomar el desarrollo de robots submarinos como la cima de la estrategia marina, mejorar el nivel de los principales equipos marinos de mi país, proporcionar conjuntos completos de tecnologías y soporte de equipos avanzados para las industrias pilares y las industrias emergentes, crear condiciones favorables y competitividad internacional para las futuras industrias marinas. y estrategias marinas nacionales, y combinar un poderoso liderazgo tecnológico en poderosas ventajas de desarrollo industrial es la elección histórica inevitable y el compromiso solemne del Instituto de Investigación de Automatización de Shenyang.
La historia de los robots no es larga. La historia de los robots realmente comenzó en 1959 cuando Engelberg y DeVore en Estados Unidos crearon el primer robot industrial del mundo. La Universidad de Engelberg estudió la servoteoría, que es una teoría que estudia cómo los mecanismos de movimiento pueden rastrear mejor las señales de control. En 1946, de Waal inventó un sistema que podía "repetir" los movimientos registrados de las máquinas. En 1954, De Waal obtuvo una patente para un manipulador programable, que funciona según el programa y puede programarse según diferentes necesidades de trabajo. Es versátil y flexible. Tanto Engelberg como de Waal están estudiando robots y creen que la industria automotriz es más adecuada para los robots porque utiliza maquinaria pesada y procesos de producción relativamente fijos. En 1959, Engelberg y De Waal colaboraron para producir el primer robot industrial. Convertirse en el primer robot industrial verdaderamente práctico del mundo. Posteriormente, Engelberg y de Waal fundaron la empresa "Unimason" y montaron la primera fábrica de fabricación de robots del mundo. Los primeros robots industriales se llamaron "Unimet", que significa "Automatización Universal". Por eso se les llama los padres de la robótica. En 1962, las empresas estadounidenses de maquinaria y fundición también produjeron robots industriales, que recibieron el nombre de "Wal Satlan", que significa "móvil universal". "Unimet" y "WalSatran" fueron los primeros robots industriales del mundo y todavía se utilizan en la actualidad.
Los robots desarrollados durante el último siglo han pasado aproximadamente por tres etapas de crecimiento, es decir, tres veces. La primera generación son robots individuales simples, la segunda generación son robots de trabajo grupal y la tercera generación son robots inteligentes parecidos a los humanos. Su dirección de desarrollo futuro es ser consciente, capaz de pensar y poder hablar con la gente. Los robots de primera generación son replicadores de enseñanza, los robots de segunda generación tienen la capacidad de percibir y los robots de tercera generación son robots inteligentes que no solo tienen la capacidad de percibir, sino que también tienen la capacidad de emitir juicios y acciones independientes. Los robots industriales fabricados por Engelberg y De Waal son la primera generación de robots, que pertenecen al tipo de enseñanza y reproducción, es decir, las personas sostienen el manipulador y rehacen las tareas que se deben realizar, o las personas utilizan la "caja de control de enseñanza". para emitir instrucciones para hacer que el robot mecánico El brazo se mueva para completar la acción que debe completar paso a paso.
Robots de primera generación
En la década de 1970, los robots de segunda generación comenzaron a desarrollarse enormemente. Los robots de segunda generación se utilizaron en entornos externos y se hicieron populares. La tercera generación de robots son los robots inteligentes. No sólo tiene la capacidad de sentir, sino que también tiene la capacidad de juzgar y actuar de forma independiente, y tiene la capacidad de recordar, razonar y tomar decisiones, por lo que puede completar acciones más complejas. La computadora central controla los brazos y los dispositivos para caminar para que las manos del robot puedan completar tareas, sus pies puedan moverse y el robot pueda hablar con las personas en lenguaje natural. Cuando un robot inteligente falla, puede autodiagnosticar y reparar la pieza defectuosa a través de un dispositivo de autodiagnóstico. Hoy en día, el ámbito de aplicación de los robots inteligentes se ha ampliado enormemente. Además de la producción industrial y agrícola, los robots se han aplicado a todos los ámbitos de la vida y han adquirido características humanas. El desarrollo de robots en la dirección de la inteligencia y el antropomorfismo no tiene fin.
Los robots son máquinas que pueden funcionar automáticamente en lugar de los humanos, aunque es posible que no parezcan humanos ni operen de manera humana. Más tarde, el famoso escritor de divulgación científica estadounidense Isaac Asimov propuso tres principios fundamentales para los robots, a saber, las "Tres leyes de la robótica": la primera ley: los robots no deben dañar a las personas o no deben hacer nada si se les daña; la segunda ley: los robots; deben obedecer todas las órdenes humanas, a menos que estas órdenes entren en conflicto con la Primera Ley. Tercera Ley: los robots deben proteger su propia seguridad, pero no deben entrar en conflicto con la Primera y Segunda Ley; Estas "leyes" constituyen los estándares éticos que rigen el comportamiento de los robots. Los robots deben actuar según instrucciones humanas y servir a la producción y la vida humanas.
Según la finalidad de los robots, se pueden dividir en dos categorías: robots militares y robots civiles.