Роботы-помощники, призванные помогать в доме, на улице или в квартире

Современная жизнь невозможна без автоматических устройств. Они помогают человеку справляться с рутиной. Однако большая часть из них работает под указкой человека, выполняя задачи после заданной программы. Ими нужно управлять. Но есть и исключения. Это бытовые роботы. Они могут справляться с поставленной задачей с минимальным надзором со стороны пользователя.

Бытовой робот
Популярные роботы для домашнего хозяйства
Умный дом – тоже робот?
Преимущества и недостатки роботов для дома

Бытовой робот

Основное отличие бытового робота от остальной техники в доме – это автономность работы. То есть автоматика устройства должна сама просчитывать алгоритмы и действия, а не работать по команде пользователя. Кибернетическая система выполняет операции, которые относятся к умственной или физической деятельности человека.

Интересно! В переводе с чешского слово robota обозначает «подневольный труд». В российских стандартах также есть собственное определение. Оно сформулировано в ГОСТ Р ИСО 8373-2014 «Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения».

Бытовые роботы являются ответвлением сервисной робототехники. Проще говоря, они призваны помогать людям в решение рутинных задач. Автономные бытовые роботы должны удовлетворять нескольким требованиям:

иметь один или несколько приводных механизмов (шасси), которые можно запрограммировать по двум и более осям;
располагать датчиками ориентира в пространстве (инфракрасные сенсоры, лидары, камеры и проч.);
выполнять одну или несколько функций по удовлетворению бытовых или личных нужд человека.

Некоторые модели могут иметь средства коммуникации с пользователем: камеру для определения лица человека, микрофон и динамик для голосового управления, различные манипуляторы для тактильного взаимодействия. Продвинутые девайсы имеют выход в домашнюю или глобальную сеть.

Специалисты компании ResearchAndMarkets подсчитали, что объем продаж и обслуживания бытовых роботов достиг отметки $3,02 млрд. Это данные исследователей за 2018 год. Аналитики посчитали, что за 2018 год было продано 10,3 млн единиц бытовых роботов. На конец 2019 года общий объем продаж всех сервисных роботов составил порядка $17 млрд. Эксперты прогнозируют бурный рост продаж. Они отмечают, что к 2024 году будет продано более 41,4 млн единиц бытовой робототехники.

Информация! В 2007 году миллиардер Билл Гейтс выпустил статью под названием «Робот в каждом доме», где рассказал о перспективах бытовых роботов в ближайшем будущем.

Умный дом – тоже робот?

Здесь нужно понимать, что существует две трактовки данного термина – на западный и на российский лад. За границей под умным домом понимают совокупность приборов, которые призваны решать рутинные (бытовые) задачи человека. Автоматические двери и окна, лампочки, бытовая техника, датчики и сенсоры, системы микроклимата, бытовые роботы – все это разные компоненты единой системы (Smart House) дома или отдельно взятой квартиры.

Примерная схема работы умного дома

В таком контексте Smart House не всегда удовлетворяет требованиям, которые предъявляются к понятию «бытовой робот». Это в некотором роде диспетчер разных устройств, включая тех самых бытовых роботов. Понятие «умный дом» самостоятельное. Его не стоит относить к бытовым роботам как таковым.

В России принято считать под умным домом так называемые мультирумы. Это системы управления мультимедийными устройствами: TV, акустикой, проекторами. Такие решения сложно назвать умным домом, и уж точно их нельзя отнести к понятию «бытовой робот».

Преимущества и недостатки роботов для дома

Бытовые роботы, как и любая техника, имеют свои плюсы и минусы.

Автономность. Чаще всего робота не нужно подзаряжать. Он сам отправит себя на док-станцию при низком заряде батареи.
Скорость работы. В большинстве случаев устройство выполняет поставленную задачу быстрее и лучше, чем человек.
Обучение и запоминание. Современные модели способны быстро переучиваться и подстраиваться под новые условия или окружение.
Удобное взаимодействие. Управлять роботом можно через смартфон с помощью приложения или голосового помощника.
Малые габариты. Например, современные модели роботов-пылесосов могут легко разместиться в углу комнаты, занимая площадь в 0,2 кв. м.

Построение карты жилища роботом пылесосом

Но у них есть и свои недостатки:

Самая ощутимый минус – цена. Автоматические девайсы стоят дороже, чем их ручные аналоги. Хотя в бюджетном секторе различия по цене минимальны.
Качество работы. Автоматический механизм может просто пропустить какой-либо участок. Не всегда робот «понимает» зоны ответственности. Он может схалтурить, сам того не желая.
Поломка в сложной обстановке. Робот может намотать провод на вал при уборке дома или словить булыжник в траве. Человек успеет распознать опасность, робот – не всегда.

Несмотря на все этим минусы, бытовые роботы появляются в домах и квартирах все чаще. Причиной такому успеху становится постоянное обновление программной и аппаратной части устройств. Возможно, очень скоро роботы начнут выполнять рутинные дела по дому даже лучше, чем человек.

Интересно! В середине 2020 года компания Xiaomi Youpin выпустила робот-пылесос iRobot Roomba i7 с функцией самостоятельной очистки. Девайс самостоятельно транспортирует сор и грязь в специальный контейнер, который находится на док-станции. Производитель заверяет, что емкость резервуара можно не чистить сроком до 2 месяцев.

Бытовые роботы развиваются семимильными шагами. Это подтверждается статистикой продаж данной техники. Они экономят время и снимают часть забот и хлопот по дому с плеч домочадцев. При этом стоимость бытового робота незначительно выше, если сравнивать с аналоговой техникой по схожим техническим характеристикам.

Будущее автоматизации: сервисные роботы и “умный” дом

История роботизации тесно связана с промышленным производством и его потребностями. Чего ждать от будущей автоматизации?

В недавнем прошлом основным драйвером развития робототехники считалась промышленная автоматизация — в ближайшие годы умные машины придут и в домохозяйства.

В 2016 году IFR опубликовала прогноз, согласно которому накопленная стоимость рынка сервисных роботов за период с 2016 по 2019 годы составит $22 млрд. Прорыв может быть связан с развитием мягких роботов — приятных на ощупь и куда более безопасных с точки зрения взаимодействий с человеком, нежели роботы, выполненные из металла и напичканные электромоторами.

Персональные роботы сулят серьезные улучшения в области медицины, здравоохранения и ухода за пожилыми людьми. Базовая автоматика напомнит пациентам о необходимости принять лекарства, а более сложная поможет им лечь или встать с кровати и даже принять душ.

На глобальном уровне мы наблюдаем становление нового “вида”, способного сосуществовать с людьми и животными, учиться, и поддерживать связь с другими элементами роботизированного “роя”. Отсутствие у этого вида эмоционального интеллекта и сознания, близкого к человеческому, никак не принижает интеллектуальные “способности” машин.

По данным отчета IDC за 2018 год рынок “умных” технологических решений для дома достигнет объемов в 1.3 млрд устройств к 2022 году. Наибольшая доля от этого количества придется на колонки, подобные Google Home и Amazon Echo: ежегодный прирост этого показателя составит порядка 39.1%, причем к 2022 году число проданных устройств достигнет 230.5 млн. В ближайшие годы, “умные” устройства будут стремительно умнеть, в частности, они смогут лучше осознавать свое положение в пространстве и, как следствие, воспринимать и выполнять гораздо более разнообразные инструкции владельцев.

Вторым направлением усовершенствования домашней “умной” автоматики станет расширение возможностей отдельных устройств по интеграции в “рой” автономной прислуги. Девайсы, неспособные “подружиться” с прочей цифровой экосистемой дома или квартиры, останутся не у дел.

Интеграция домашних роботов и прочих “умных” систем в единый “рой” — не самоцель. Промежуточный шаг адаптирует домашнюю экосистему устройств к индивидуальным потребностям и предпочтениям ее пользователей, и соответственно — сделает жилище по-настоящему умным. В конечном счете помощь должна быть своевременной, желанной или незаметной.

За новостями робототехники удобно следить в телеграм-канале prorobots

Что такое умный дом и как это работает

Контроллер (хаб, шлюз) — устройство, выполняющее функцию «мозгового центра». Контроллер можно запрограммировать на приём и обработку сигналов, управление различными устройствами по проводам или дистанционно.

Датчики (сенсоры) — устройства для сбора информации о состоянии помещения (сведения о температуре и влажности воздуха, присутствии людей в комнатах, протечках воды, состоянии освещённости в помещении и многом другом.

Актуаторы (исполнители) – это агрегаты, которые под управлением контроллера выполняют различные действия – включают свет, управляют питанием техники, открывают и закрывают шторы, перекрывают воду и делают многое другое.

Устройства управления — при их помощи владелец узнает о состоянии системы, может настроить режим работы или отдать команду для устройств. В современных системах органом управления все чаще становится смартфон с установленным приложением.

История развития систем Smart Home

Первые попытки домашней автоматизации в современном понимании появились в середине XX века. Наиболее известными были «Дом с кнопками» (1950 г) американского инженера Матиаса и компьютер Echo IV (1966 г) американского инженера Сазерленда, который мог регулировать работу домашней климатической техники, включать и выключать некоторые приборы и распечатывать списки покупок.

Официальной датой рождения системы Smart Home считается 1978 год. Шотландская компания Pico Electronics разработала в 1975 году первый стандарт управления домашними устройствами — X10. Создатели предусмотрели беспроводное управление устройствами на радиочастоте 433 МГц. Система позволяла включать приборы, менять яркость освещения в комнатах и получать данные о состоянии приборов.

Начало XXI века стало временем бурного развития Smart Home. Возможности технологии значительно расширились — из крайне ограниченного набора функций, системы превращаются в многофункциональные и масштабные. Интеллектом может обладать не только дом, но и целое здание, аэропорт или спортивный стадион. Многие специалисты характеризуют рынок систем Smart Home, как наиболее перспективный.

Как работает «Умный дом» (Smart Home)

Автоматическое выполнение сценария в системе «умного дома» выглядит примерно так. Контроллер опрашивает сенсоры и сравнивает полученные данные с заданными параметрами в программе. При необходимости контроллер даёт команды исполнителям для осуществления какого-либо действия. Всю информацию о работе системы можно узнать на смартфоне из любого места, где есть сеть Интернет.

Технологии умного дома сегодня

Преимущества технологии

Экономия электроэнергии — несмотря на то, что система состоит из потребителей энергии, именно использование этой технологии дает возможность экономить на электроэнергии, эффективно применяя способы снижения электропотребления.

Надежность и безопасность — технологии умного дома сообщит о проникновении в помещении чужих людей, своевременно известит возникновении пожара или утечке воды, предупредит о выходе человека за пределы дома в неустановленное время.

Комфортный микроклимат — в вашем доме всегда будет комфортно, летом в помещении будет поддерживаться прохлада, а зимой будет всегда тепло. Рутинные действия не будут отнимать у вас времени, всю работу возьмет на себя электроника.

Простое обслуживание — интеллектуальное управление умным домом, доступно любому человеку. Система имеет интуитивно понятный интерфейс, поэтому для ее установки, настройки и поддержки не нужно обладать специфическими знаниями.

Недостатки технологии

Высокая стоимость — это основной недостаток системы, который с другой стороны субъективен, поскольку умный дом может состоять для из разного количества инженерных решений. Но максимальная комплектация может обойтись в миллионы.

Возможность сбоев — любая технология, которая зависит от электроники и ее обслуживания не защищена от возможных неполадок и сбоев. Для снижения рисков следует выбирать проверенных и надежных производителей, дающих гарантию.

Утечка информации — информация, заложенная в систему может попасть в чужие руки. Этому риску подвержен любой пользователь сети Интернет с современными гаджетами и компьютерами. Этого можно избежать, используя средства защиты.

Заключение. Понятие «комфорт» субъективно и для каждого члена семьи оно будет свое. Но в этом и есть основное преимущество данной технологии – возможность подстроить выполнение сценариев для каждого жителя дома или квартиры. Примером комфортного утра могут стать простые проекты на Ардуино — будильник с любимой мелодией, автоматически открывающиеся шторы и горячий кофе на кухне.

При подготовке материала использовались источники:
https://vektorus.ru/blog/bytovoj-robot.html
https://robotrends.ru/pub/1901/budushee-avtomatizacii-servisnye-roboty-i-_umnyy_-dom
https://xn--18-6kcdusowgbt1a4b.xn--p1ai/%D1%87%D1%82%D0%BE-%D1%82%D0%B0%D0%BA%D0%BE%D0%B5-%D1%83%D0%BC%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%B4%D0%BE%D0%BC/

Робототехника в быту: умные устройства для автоматизации дома