Igro-zon.ru

Работа и жизнь
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Инженерия роботизированных систем

Робототехник (роботехник)

Робототехник (Чешск. robot, от robota — подневольный труд и rob — раб) — специалист по разработке роботов и их обслуживанию. Профессия подходит тем, кого интересует физика, математика, черчение и информатика (см. выбор профессии по интересу к школьным предметам).

Особенности профессии

Робототехника (роботехника) – это прикладная научная отрасль, посвященная созданию роботов и автоматизированных технических систем. Такие системы также называют робототехническими системами (РТС). Ещё одно название – роботостроение. Так называют процесс создания роботов, по аналогии с машиностроением. Роботы особенно нужны там, где человеку работать слишком тяжело или опасно, и там, где каждое действие должно выполняться с нечеловеческой точностью. Например, робот может взять пробы грунта на Марсе, обезвредить взрывное устройство или провести точную сборку прибора.

Конечно, для каждого вида работы нужен специальный робот. Роботов-универсалов пока не существует. Всю робототехнику можно разделить на промышленную, строительную, авиационную, космическую, подводную, военную. Кроме этого существуют роботы-помощники, роботы для игр и т.д.

Робот может работать по заранее разработанной программе либо под управлением оператора. Роботов с самостоятельным мышлением и мотивацией, со своим эмоциональным миром и мировоззрением пока тоже нет. Оно и к лучшему.

Робототехника находится в родстве с мехатроникой.

Мехатроника – это дисциплина, посвящённая созданию и эксплуатации машин и систем с программным управлением. Часто мехатроникой называют электромеханику и наоборот.

К мехатронике относятся заводские станки с программным управлением, беспилотные транспортные средства, современная офисная техника и пр. Иными словами, приборы и системы, предназначенные для выполнения какой-то конкретной задачи. Например, задача офисного принтера – печать документов.

А что такое робот по своей сути?

Как видно из самого названия, робот изначально представлялся как подобие человека. Но прагматизм берёт верх. И чаще всего роботу отводится роль технического приспособления, для которого внешность не имеет большого значения. По крайней мере, промышленные роботы на людей совсем не похожи.

Однако у роботов есть признак, который объединяет их со всеми живыми существами – движение. И способ движения порой довольно чётко копирует то, что встречается в природе. Например, робот может летать, подобно стрекозе, бегать по стене, словно ящерица, ходить по земле, словно человек и пр.

(См. ролик внизу страницы.)

С другой стороны, некоторые роботы специально рассчитаны на душевный отклик людей. Например, роботы-собаки скрашивают жизнь людям, у которых нет времени на настоящую собаку. А плюшевые «младенцы» облегчают депрессию.

Не за горами то время, когда среди прочей бытовой техники у нас появятся роботы, помогающие по хозяйству. Лично я предпочла бы слугу в виде улыбчивого пластикового кокона на колёсах. Но кому-то наверняка захочется, чтобы их роботы-мажордомы были как настоящие люди. В этом направлении уже сделаны потрясающие успехи.

Создание робота – это то, чем занимается робототехник. Точнее, инженер-робототехник. Он исходит из того, какие задачи робот будет решать, продумывает механику, электронную часть, программирует его действия. Такая работа – не для одиночки-изобретателя, инженеры-робототехники работают в команде.

Но робота нужно не только изобрести и разработать. Его нужно обслуживать: управлять работой, следить за «самочувствием» и ремонтировать. Этим также занимается робототехник, но специализирующийся на обслуживании.

В основе современной робототехники находятся механика, электроника и программирование. Но, как подсказывают фантасты, со временем для изготовления роботов будут широко использовать био- и нанотехнологи. В результате получится киборг, т.е. кибернетический организм – что-то среднее между живым человеком и роботом. Чтобы не слишком радоваться по этому поводу, можно посмотреть фильм «Терминатор», любую его часть.

Начало истории роботов

Слово «робот» придумал Карел Чапек в 1920 г. и использовал его в своей пьесе «R.U.R.» («Россумские Универсальные Роботы»). Позже, в 1941 г., Айзек Азимов использовал слово «робототехника» в научно-фантастическом рассказе «Лжец».

Но видимо, одним из первых робототехников в истории человечества можно считать арабского изобретателя Аль-Джазари, жившего в XII веке. Остались свидетельства, что он создал механических музыкантов, которые развлекали публику, играя на арфе, флейте и бубнах. Леонардо да Винчи, живший в XV–XVI веках, оставил после себя чертежи механического рыцаря, способного двигать руками и ногами, открывать забрало своего шлема. Но эти выдающиеся изобретатели вряд ли могли представить, каких вершин достигнут технологии через несколько столетий.

Обучение на Робототехника

Чтобы стать робототехником, нужно получить высшее образование по направлению «мехатроника и робототехника». В частности, к этому направлению относится специальность «роботы и робототехнические системы». Высшее образование даёт квалификацию «инженер».

Стоит ли учиться на робототехника: 7 актуальных профессий отрасли

Будущие выпускники робототехнических вузов часто задумываются, что будет, когда двери учебного заведения для них закроются. Есть вы вообще смысл работать за маленькую зарплату в лаборатории какого-нибудь университета? Сегодня нельзя точно сказать, сможете ли вы найти достойную работу после окончания учебы. Иногда работать в вузе – это один из самых правильных вариантов. Но есть и другие интересные профессии.

Кто такой робототехник? Он одновременно является инженером, программистом и кибернетиком в одном лице.

Инженер может быть занят на любом производстве с различными станками отечественных и зарубежных компаний. Программист является специалистом, которому под силу написание практически любой программы. Сегодня эти мастера имеют очень хороший уровень доходов, независимо от города проживания.

Читать еще:  Инженер технолог общественного питания обучение

Кибернетика является наукой об управлении, в которой активно применяется моделирование. Кибернетик имеет очень высокий уровень теоретической подкованности, занимается проектированием, разрабатывает любые управляющие процессы и системы.

Это все в общем, а если углубиться более конкретно, то можно выделить такие востребованные профессии на рынке.

1. Инженер-электроник

Занимается процессами технической эксплуатации, налаживает функционирование электронного оборудования. Также в обязанности специалиста входит создавать будущие и текущие планы и графики работы, по технической части обслуживать и ремонтировать оборудование. Также специалист готовит к эксплуатации электронно-вычислительные машины, с технической стороны осматривает определенные устройства и узлы. Одновременно в его обязанности входит контроль параметров и надежности электронных элементов оборудования.

2. Сервисный инженер по робототехнике

Занимается монтажом, запуском, диагностикой оборудования. Проводит техническое обслуживание, ремонт оборудования в оперативных и гарантийных случаях. Оказывает техническую поддержку, консультирует клиентов, проводит технические семинары и обучает клиентов.

3. Педагог по направлению «Робототехника»

Обучение может производиться в рамках школьной программы, а также в вузах. Такой специалист может преподавать на подготовительных курсах, проводить занятия с продвинутыми детьми по предмету, преподавать на дополнительных курсах по направлению «Робототехника».

4. Электротехник

Специалист по электронным приборам осуществляет сложные процессы, связанные с генерированием, усилением, преобразованием, измерением и формированием электрических сигналов, обеспечивает проведение логических операций, а также прочих процессов. Электротехник должен быть универсальным, действовать быстро и точно. Чтобы разрабатывать электроаппараты, необходимо владеть знаниями в области математики, физики, химии.

5. Разработчик приложений для телефонов

Программисты смартфонов сегодня редко оказываются без работы. Спрос на мобильные обязует создавать все больше новых программных решений. Поэтому не удивительно, что вакансию программистов мобильных приложений нередко можно встретить на сайтах по поиску работы. Для программистов приложений, которые работают с iPhone, смартфонами, телефонами, есть рабочие места в больших компаниях и на удаленной основе.

6. Программист по робототехнике

Специалист занимается автоматизацией робототехнических действий, работает на конвейерах и линиях по сборке. Также осуществляет пуско-наладочные работы, эксплуатирует робототехнику и АСУТП, разрабатывает ПО для робототехники и ПЛК. Кроме того, специалист занимается конфигурацией оборудования в момент запуска автоматизированных объектов. Программист по робототехнике сопровождает производство, сервисное обслуживание роботов.

7. Специалист по 3D

Наиболее востребованные профессии — визуализатор и модельер. Первый является специалистом высокого класса в сфере трехмерной графики. Сегодня визуализаторы чаще всего занимаются архитектурно-строительными проектами, принимают участие в процессе архитектурной 3D-визуализации. Архитектурные визуализаторы создают экстерьеры и интерьеры зданий, которые проектируют. В итоге визуализатор должен представить готовую картинку. Профессия 3D-модельера становится все более привлекательной для творческих людей. Часто ею интересуются художники, архитекторы и скульпторы.

Зачем и как стать инженером-робототехником

Национальный фонд образовательной робототехники в 2015 году опросил руководителей высшего звена: 81% опрошенных отметили роботизацию главной причиной роста занятости. Во всем мире растет спрос на “интеллектуальные” фабрики и появляется потребность в роботах.

По данным интернет-издания Nearshore Americas, в 2017 году “умное” производство привнесет в мировую экономику около 500 миллиардов долларов. В опросе, проведенном технологической консалтинговой фирмой Capgemini, более половины респондентов заявили, что инвестировали 100 миллионов долларов или более в инициативы, связанные с “умными” заводами в течение последних пяти лет. В исследовании делается вывод о том, что к 2022 году по меньшей мере 21% производственных предприятий станут интеллектуальными.

Бюро статистики США (BLS) сообщает, что за последние 7 лет компании внедрили 136 748 роботов на производственные линии. BLS также определило, что в результате автоматизации было создано 894 000 новых рабочих мест. Авторы книги «Что делать, когда машины делают все» Малкольм Френк, Пол Рериг и Бен Принг предполагают схожую тенденцию: в течение следующих 10-15 лет 19 миллионов рабочих мест будут потеряны из-за автоматизации, но 19 миллионов новых рабочих мест будут созданы также благодаря автоматизации.

Короче говоря, для инженеров-робототехников прямо сейчас открываются новые возможности, а вместе с ними и новые горизонты в образовании и самообразовании.

Robotics engineer students teamwork on project

Потенциал профессий, связанных с робототехникой

В апреле этого года Ассоциация по развитию автоматизации (A3) выпустила доклад, в котором говорится, что 80% производителей сообщают о нехватке квалифицированных кадров, что станет причиной потери 11% годового дохода. Однако новые технологии автоматизации повышают производительность и помогают создавать более качественные продукты. А это в свою очередь позволяет предпринимателям развивать свой бизнес и увеличивать рабочие места.

В докладе A3 было отмечено, что роботы увеличивают производительность труда с той же скоростью, что и паровой двигатель: 0,35% в год. Amazon — отличный пример того, как роботы увеличивают рабочие места. В 2014 году на компанию Amazon Robotics работало 45 000 штатных сотрудников. А три года спустя это число удвоилось до 90 000.

Производства оснащают робототехникой, однако робот может автоматизировать задачи, но не полный процесс — управлять роботами в любом случае должны люди. Если количество машин на заводах увеличивается, то и число квалифицированных специалистов, необходимых для программирования, эксплуатации и обслуживания этих роботов, также будет расти.

Читать еще:  Инженер электроник это

Для студентов

Для молодого инженера, который хочет войти в робототехнику, есть ключевые области исследований, на которых следует сосредоточиться. Робототехника — это междисциплинарное направление, которое объединяет в себе несколько областей техники, включая машиностроение, компьютерное программирование и электротехнику.

В средней школе будущему инженеру-робототехнику необходимо глубоко изучить математику и физику. Эти базовые предметы составляют основу многих роботизированных курсов. Также уже в средней школе следует пройти курсы по программированию, дизайну и познакомиться с производственными станками.

На университетском уровне многие учебные заведения предлагают робототехнику в качестве самостоятельной области обучения. Выделяют три ключевых направления:

  1. Тело (машиностроение). Инженер-механик отвечает за физическую систему: части роботов (например, двигатели и приводы). Меры безопасности и операционные протоколы также относятся к этой отрасли техники.
  2. Нервная система (электротехника). Это электронная основа робота включает встроенные системы, низкоуровневое программирование схем, электрическое сопротивление и теорию управления.
  3. Мозг (компьютерная инженерия). В этой группе основное внимание уделяется программному языку, а не аппаратным средствам, охватывающим такие темы, как искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение.

В России многие вузы готовят бакалавров по направлению “Мехатроника и робототехника”, а также по смежным дисциплинам. Вот некоторые из них:

  • МГТУ им. Н.Э. Баумана
  • ТПУ — Национальный исследовательский Томский политехнический университет
  • ТГУ — Национальный исследовательский Томский государственный университет
  • СПбГПУ — Санкт-Петербургский государственный политехнический университет
  • УрФУ — Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина
  • СПбНИУ ИТМО — Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики
  • ДВФУ — Дальневосточный федеральный университет
  • НИУ МЭИ — Национальный исследовательский университет «МЭИ»
  • БГТУ им. В. Г. Шухова — Белгородский государственный технологический университет им. В. Г. Шухова
  • МГТУ СТАНКИН — Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»

Российские производители робототехники заинтересованы в качественном обучении будущих инженеров. Компания Promobot разработала несколько курсов по робототехнике для школьников. Сейчас компания развивает универсальную робототехническую платформу Promobot на базе собственной разработки Software Developer Kit (SDK). Платформа позволяет инженерам со всего мира писать для робота новые функциональные модули, обучать Promobot новым сценариям работы и настраивать его под потребности своего бизнеса. На базе Promobot SDK разрабатываются и внедряются образовательные программы для российских и зарубежных школ и технических вузов.

Для профессионалов

В последние годы многие роботостроительные компании создали собственные сертификационные программы для содействия обучению специалистов. Некоторые из них создали университеты и учебные программы на собственных роботизированных платформах.

Universal Robots является одним из основных продавцов роботов. Компания имеет собственную платформу обучения — Universal Robot Academy. Крупные производители роботов, такие как Kuka и FANUC, предлагают программы сертификации. Программа Kooka Official Robotics Education (KORE) предназначена для преподавания в средних школах, колледжах, университетах и профессионально-технических училищах.

Онлайн-курсы от таких компаний, как Bosch, Kuka, iRobot и Lockheed Martin, представлены платформой онлайн-обучения Udacity. Udacity — это новая онлайн-платформа обучения, цель которой — предоставить доступное образование в Интернете. Курсы созданы профессионалами в области образования и спонсируются крупными компаниями отрасли.

Одна из самых крупных платформ — EdX. Тут, например, можно прослушать курс от Колумбийского университета по робототехнике или курсы от MIT. Также существуют платформы в русскоязычными курсами, например, Coursera, Универсариум, Лекториум и Открытое образование.

Инженер-робототехник — профессия будущего

  • Total: 1

В последние годы робототехника достигла грандиозных успехов. Уже сейчас роботы следят за здоровьем людей, помогают в быту, решают задачи логистики, выполняют сложные расчеты и отбирают рабочие места у людей. Тем не менее, с ростом спроса на робототехнику возникает необходимость в соответствующих специалистах. Каковы перспективы быть инженером-робототехником в ближайшем будущем, узнай в нашем материале.

Перспективная профессия инженер-робототехник

Прежде, чем раскрыть перспективы работы инженера-робототехника, приведем вам небольшую статистику.

Агентство IDC прогнозирует, что через три года мировой рынок роботов дойдет до колоссального объема — 230,2 млрд. долларов. В то же время аналитический центр Research and Markets отмечает, что в этот рынок будет инвестировано до 226 млрд. долларов.

Все больше компаний становятся открытыми к передовым технологиям: они будут внедрять их в свой бизнес и привлекать для этого новых специалистов.

И так, какие же направления будут самыми перспективными? Будущее робототехники за логистикой и медициной. Именно эти сферы являются наиболее простыми, позволяющими окупить инвестиции в автоматизацию операционного процесса. По прогнозам IDC, к 2020 году продажи промышленных роботов будут составлять 70% от суммарной стоимости проданной роботизированной техники.

Скорее всего, уже к концу 2018 года мы будем наблюдать примеры разных автономных систем в разнообразных областях логистики. Предполагается, что AGV (Autonomous Guided Vehicle) будут применять не только в складских помещениях, но и в службах доставки и супермаркетах. А когда развитие дронов достигнет высокого уровня, AGV будут использоваться для межрегиональных перевозок.

Сейчас многие говорят о массовой роботизации в сфере медицины. По словам Бернарда Тайсона, главного исполнительного директора Kaiser Permanente, скоро ни один доктор не будет осматривать и лечить пациентов без применения искусственного интеллекта (ИИ).

Главной задачей для робототехников в будущем станет разработка ИИ для диагностики, сбора анамнеза, прогнозирования и лечения пациентов. Кроме того, понадобятся специалисты для создания роботов, способных проводить хирургические операции. В целом, это поможет сократить врачебные ошибки и время на терапию.

Читать еще:  Инженер технолог фото

По прогнозам IDC, к 2020 году от облачного программного обеспечения будет зависеть как минимум 60% роботов. Ведь выполнение даже простой задачи требует огромной вычислительной мощности. В ближайшие годы «интернет для роботов» станет перспективным направлением робототехники. Уже сейчас есть десятки компаний и стартапов, готовых решить данный вопрос.

Еще одно интересное направление – создание контента при помощи ИИ. Компании CBS, USA Today и Hearst уже внедрили такую технологию. В чем же ее суть? Wibbitz разработала специальную платформу, благодаря которой тексты превращаются в привлекательные видео для соцсетей и сайтов всего за несколько минут. Так что и в этой сфере без специалистов не обойтись.

Однако в будущем инженеров робототехников ждут новые вызовы. К вашему вниманию ТОП-5 проблем, которые ожидают специалистов в будущем:

  • Переход от обычных двигателей и шестеренок к искусственным мышцам и мягкой робототехнике. Все это требует поиска новых подходов, которые состоят из микро- и макромасштабных техник соединения многофункциональных материалов.
  • Разработка биогибридных роботов, которые будут включать живые клетки для самовосстановления.
  • Проблема сокращения потребления электричества роботами и поиск новых источников энергии.
  • Разработка нейрокомпьютерного интерфейса.
  • Образование систем, которые смогут приспосабливаться, обучаться, возобновляться после сбоев в навигации и делать новые открытия.

Тенденции в области занятости и заработной платы

Согласно исследованиям Вустерского политехнического университета (США), спрос на инженеров-робототехников возрастет к концу 2018 года до 13%. При этом он постоянно повышается в таких странах, как США, Германия и Япония.

На сайте Sokanu средняя зарплата в 2018 году составляет 94,3 тысячи долларов США в год, а вообще может варьироваться от 49 до 144 тысяч долларов. Для сравнения, по данным BLS, в 2013 году среднегодовая зарплата для 34 из 39 выпускников-бакалавров США составляла 65,8 тысяч долларов, а для магистров – 110 тысяч долларов.

С чего начать и какие навыки важны для инженера робототехника?

В интернете доступны курсы лекций о робототехнике, которые можно прослушать совершенно бесплатно. Для этого воспользуйтесь ресурсами платформы Coursera. Если вы владеете английским языком, можете пройти курс «Control of Mobile Robots» Технологического института Джорджии или «Autonomous Mobile Robots» Швейцарской высшей технической школы Цюриха. Но это только начальный этап, дальше потребуется получение образования в университете.

Неважно, сколько человеку лет – 5 или 45, если ему интересны роботы, он сможет освоить эту нишу. Кстати, многие источники утверждают, что азам робототехники можно обучать, начиная с 5-6 лет.

А теперь перейдем, какие навыки важны для робототехников. Они должны соединять в себе теоретические и практические знания. Два противоположных стиля работы тесно переплетаются для достижения необходимого результата: думать, читать, изучать и решить проблему «испачкав руки».

Чтобы стать успешным инженером-робототехником, понадобятся такие профессиональные навыки:

  1. Способность к самообучению. Это ключевой навык в любой творческой карьере. Даже получив высшее образование и проработав в области робототехники, узнавать что-то новое нужно на протяжении всей своей карьеры.
  2. Системное мышление. Все познания специалиста в области механики, электрики, программирования, когнитивной деятельности и психологии должны работать воедино. Опытный робототехник способен понять и объяснить, в чем взаимосвязь этих систем.
  3. Мышление программиста. Инженеров, которые занимаются роботами, привлекают к работе по программированию на различных уровнях абстракции, будь то низко- или высокоуровневые когнитивные системы. Вообще в наше время используется до 1500 языков программирования.
  4. Любовь к математике. Абстрактные понятия – вот, на чем основана робототехника. А их можно выразить только с помощью уравнений и функций. Поэтому без знаний алгебры, геометрии и математического анализа робототехнику никак не обойтись.
  5. Анализ и выбор решения. Робототехника предполагает анализ проблемы с нескольких точек зрения, а также использование критического мышления для сбалансирования плюсов и минусов каждого решения.
  6. Хорошие знания в области прикладной математики и физики. Математические и физические понятия создатели роботов должны привязывать к реальному миру, ведь он постоянно изменяется и никогда не может быть точным.
  7. Высокая способность к коммуникации. Например, инженеру-робототехнику нужно объяснить механику особенности высокоуровневого программирования. В таких случаях коммуникативные навыки и способность к обучению очень важны.
  8. Решение сложных задач. Это включает предвидение проблем, что помогает скорректировать их на раннем этапе, и устранение в случае наступления.
  9. Технология проектирования. Она помогает выяснить, почему что-то работает неверно и как это можно исправить. Робототехника состоит из большого спектра технологий, а навыки проектирования помогают эффективно изолировать источник проблемы и решить ее.
  10. Настойчивость. Некоторым робототехникам иногда не удается с первого раза решить трудную задачу, поэтому настойчивость и упорство – такие же важные навыки, как способность к самообучению или системному мышлению.

Профессия инженера-робототехника имеет большие перспективы, особенно в сфере логистики, медицины и медиа-контента. Данная профессия требует соответствующего образования и постоянного совершенствования приобретенных навыков. Но это стоит того, ведь спрос на таких специалистов и заработная плата постоянно возрастают.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector