Интерактивные роботы-художники

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

Интерактивные роботы художники

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Человечество стремилось создать механическое подобие себя задолго до того, как были начаты первые работы в этом направлении, которые, в конце концов, привели в начале 60-х годов к успешному применению промышленных роботов.

С каждым годом становится все больше роботов, оснащенных сложной электронной высокотехнологичной аппаратурой, и довольно простых по конструкции роботов-манипуляторов. В движении манипулятора обычно участвует вся цепочка управляемых шарниров, что позволяет таким роботам устанавливать свои исполнительные механизмы в любую позицию в пределах своего рабочего пространства. Манипуляторы относятся к типу наиболее распространенных промышленных роботов, поскольку во всем мире установлено свыше миллиона таких устройств. Окружающие видят их железные «руки» у литейных машин, прессов и металлообрабатывающих станков, на участках сборки, окраски изделий...[6]

В последнее время механические помощники все настойчивее вторгаются и в другие сферы деятельности, а именно туда где, казалось бы, с работой может справиться только человек с его творческим мышлением[4].

Шокирующая реальность науки и невероятные открытия будущего стали сегодня возможными, благодаря тому, что нашли свое воплощение в интеллектуальных информационных системах ориентированных на искусство, в том числе литературу, черчение, живопись, портретистку. Объектом пристального внимания художников-ученых стали проекты с использованием передовых технологий в области робототехники, генной и биоинженерии.

Художники, работающие в сфере технобиологического искусства, в качестве художественного средства используют новейшие технологии и исследовательские методики в области робототехники, человеко-машинных интерфейсов, нанотехнологий и т.д. Это новый, доселе невиданный инструментарий художника, дающий яркие выразительные возможности. А главное - это очень актуальная область. Сейчас на территории технобиологического искусства большое внимание уделяется объединению цифровых компьютерных средств и живых систем. На наших глазах возникает и оформляется новый класс «полуживых» произведений искусства. Это настоящая революция в искусстве.

Интерактивные роботы-художники

Можно долго спорить о том, что же такое умение красиво рисовать - отработанный механический навык или незаурядный талант, доступный далеко не всем. Правда, посмотрев работы некоторых художников, волей-неволей склоняешься к последнему.

Современные изобретатели решили доказать, что умение рисовать присуще каждому, в том числе и роботам. Так разработчик Ben Grosser [11], создал уникального робота-художника, работающего при звуках музыки. Имея интерактивный характер, машина может работать в нескольких контекстах. В контексте выставки или галереи, система слушает все звуки на своем пути. Это может включать прослушивание посетителей, которые говорят прямо в микрофон, прослушивание разговоров в соседней комнате, или когда там никого нет, прислушивание к себе для выполнения живописи.

В последнее время робот принимает критику по поводу красок c помощью аудио входа, что является прямым ответом на то, что робот только что сделал. Каждый может сказать роботу, что он думает о каждом жесте его краски: нравится ли ему это или нет, робот должен сделать что-то другое, и последняя отметка вписывается в общую композицию произведения. Но, как правило, эти картины ему нравятся меньше, предполагая, что слушать постоянную критику в адрес своего творческого процесса не продуктивно. Система робота Ben Grosser представляет собой сложное сочетание аппаратных и программных компонентов, все объединены в сеть и управляются из центральной системы управления. Это центральное программное обеспечение использует генетический алгоритм (ГА) для двигателя, делая свой выбор относительно красок, какими робот рисует[5]. Аудио микрофон работает в режиме реального времени, быстрый анализ Фурье обеспечивает систему полезными данными о том, что он слышит. В результате жесты картины превращаются в коды, которые могут быть направлены роботом, который манипулирует кистью в трех измерениях. Эти коды превращают каждый жест в ряд примитивных движений, описывая насколько сильное давление при использовании большого количества красок.

При первом запуске программного обеспечения робота выполняется централизованный контроль, написанный на Питоне. С использованием Г.А., эта программа начинает рисовать каждую картину со случайным набором отдельных жестов живописи, и переходит к их покраске. Робот слушает своё окружение, учитывая то, что он слышит в качестве вклада в его жесты. Эти звуки, а также его собственные предубеждения, рассматриваются в конце каждого поколения жестов. Таким образом, одна картина является доказательством многих поколений на одном холсте, которые иллюстрируют желаемый результат. Второй компьютер управляет кистью с камерой, его проекцией, а также выполняет анализ звука, отправку этих данных в центральный аппарат. Чужой компьютер выступает в качестве низкоуровневого манипулятора робота, принимая команды перемещать изображения из центральной системой и с помощью этих шаговых двигателей, которые перемещаются роботом в режиме реального времени[1].

Сам робот был создан за счет адаптации с открытым исходным кодом CNC дизайна. В дополнение к изготовлению и монтажу, удалось добиться значительного использования модификации для линейных систем диска для того, чтобы облегчить быстрые переходы, сохраняя при этом повторяемость. К счастью, из-за широты кисти, требования точности меньшие, чем типичный дизайн с числовым программным управлением. Это позволило создать дизайн диска системы робота, которая будет особенно быстрой при использовании относительно дешевых и маломощных двигателей.

Важно понимать, что машина подбирает краски не напрямую от того, что она слышит. Вместо этого, система делает свои собственные решения, будучи под влияниями других.

Роботы-портретисты

Salvador DaBot

Salvador DaBot был создан швейцарцем Сильвеном Калинолой и его коллегами из Лаборатории изучения систем и алгоритмов. Сам андроид, не является только их разработкой - это робот HOAP-3 от японской компании Fujitsu Automation.

Salvador DaBot в течение нескольких секунд делает фотографии человека с помощью встроенных видеокамер. Из полученных изображений выделяются контуры лица и преобразуются в алгоритм. После этого картинка разделяется на несколько оттенков серого. В итоге робот рисует точками портрет, добавляя в него кое-какие запрограммированные эффекты - «для большей художественности»[12].

Чтобы клиент не скучал в ожидании заказа, робота снабдили и чувством юмора, а также шапочкой, как у заправского мастера живописи. Так что после фотографирования можно будет спокойно расслабиться и просто с ним пообщаться. Тем более рисует робот долго.

Paint Mate 200iA

Paint Mate 200iA от компании FANUC Robotics, может научиться рисовать что угодно, в том числе на очень высоком уровне справиться с прорисовкой мелких деталей.

Однако сфера его применения иная - это производство в самых разных областях, от машиностроения до сельского хозяйства.

Paint Mate 200iA оснащен множеством функций, которые обеспечивают программирование устройства, связь через Ethernet, инфракрасное «зрение» и другие. Робот может самоочищаться при работе в опасных условиях[12].

Кроме того, машина является очень гибкой. За счет своих компактных размеров робот может помещаться в очень узких помещениях, устанавливаться на различных поверхностях и при этом выполнять весь спектр своих задач.

Polargraph

Polargraph - это наиболее примитивный робот, который способен воспроизводить на «холсте» даже сложные изображения, с помощью простой ручки или фломастера, нескольких моторов и пары натянутых струн. И пусть практическое применение необычного «художника» вызывает ряд сомнений, сам процесс механического творчества завораживает.

Своим названием машина для рисования обязана полярной системе координат, на основе которой задаются алгоритмы «творчества». Отсюда и своеобразная манера изображения - каждый эскиз состоит из множества дуг, расположенных под определённым углом. Углы и плавные линии создают ощущение лёгкости, будто рисунок сделан от руки. Исчезает чувство запрограммированности. Для сравнения: большинство художников, из плоти и крови, а также компьютерных программ творят в декартовой или прямоугольной системе.

При создании Polargraph [8] были использованы микроконтроллер Arduino и Adafruit Motorshield наряду с парой шаговых электродвигателей. Приложение, которое управляет работой машины для рисования через компьютер, написано в Processing. Оно декодирует растровое изображение в своеобразную карту файла, используя полярную систему координат. В этой карте записано положение каждого пикселя, его размер и яркость, что и задаёт роботу алгоритм.

Polargraph не может использовать одновременно несколько фломастеров, но это не мешает ему создавать картины «в цвете»: смена оттенков происходит за счёт изменения силы нажатия.

Инструментами необычному художнику служат обыкновенная бумага для принтера, маркеры и шариковые ручки.

Роботы-художники

SADbot

Робота чертежника SADbot создали художник Dustyn Roberts и дизайнер Ben Leduc-Mills [7]. В галерее Eyebeam's Window Gallery в Челси он давно занимается оригинальными проектами соединения искусства и передовых технологий. Робот SADbot - одна из таких разработок, с помощью которых создание произведения искусства становится интерактивной игрой.

SADbot состоит из контроллера Arduino, четырех фотоэлементов, аккумуляторной батареи и двух двигателей, которые двигают ручку по бумаге. Аккумуляторы SADbot заряжаются от солнечных батарей на крыше здания галереи. Но это не значит, что рисует робот чертежник только в хорошую погоду. Специальная система зеркал позволяет накапливать достаточное количество света и в пасмурные дни.

Принцип работы робота довольно прост - любой желающий может помочь роботу оставить на листе бумаги несколько «собственных» штрихов. Достаточно открывать и закрывать ладонью датчики, расположенные по бокам, сверху и снизу. Если же никто не управляет движениями робота, он рисует самостоятельно и хаотично.

Drawing Machine

Drawing Machine (с англ. «машина для рисования») создана, Харви Мун (Harvey Moon), который научил устройство превращать любые черно-белые изображения в графическом формате JPEG в своего рода произведения искусства [10].

Drawing Machine работает под управлением популярного среди любителей робототехники микроконтроллера Arduino и основана на уникальных алгоритмах с элементом случайности.

Drawing Machine состоит из двух отдельных частей. Одна управляет положением карандаша, другая переводит картинку в код и посылает координаты для изображения на холсте. Такое компьютерное «рисование» хоть и основано на предварительно выбранной картинке, но запрограммировано для принятия решений по мере движения, каждый раз создавая новое произведение на основе одного и того же изображения.

В целом, устройство Харви уделяет равное внимание и процессу, и итоговому произведению. Процедура рисования штрихованных изображений может занять недели или месяца. Это означает, что любой желающий может посмотреть, как далеко машина продвинулась в создании рисунка.

Заключение

робот художник портретист

В конце 2003 года в употреблении находились 691 тысяча роботов, предназначенных для развлечений и обучения. Главным образом, это такие игрушки, как Sony Aibo. Не ведающие усталости, дурного настроения, недомогания, не делающие ошибок, роботы уже сегодня выигрывают у людей соревнование у станков и на конвейере. Однако человек рад такому поражению, ибо оно оборачивается выигрышем в производительности труда, экономии материалов, улучшением качества изделий.

К 2007 году рынок робототехники расширился 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.

Как показал опыт, внедрение робототехники, является новой формой технической и организационной ячейки, наиболее полно отвечающей потребностям современного мира.

Некоторые ученые считают, что когда роботы общего назначения плотно войдут в нашу жизнь, для них, несомненно, найдутся и неожиданные отрасли применения. Такова уж человеческая изобретательность[3].

Природа не устает удивлять нас красотой своих «технологических» решений - а мы не устаем удивляться. Немудрено, что она то и дело вдохновляет дизайнеров и инженеров на то, чтобы, по возможности, изобретать все с нуля.

Любопытство вызывают дальнейшие проекты по созданию роботов. Возможно, в будущем будут созданы роботы-музыканты, оперные певцы или балетные танцоры[2].

Фантазии в данной области нет предела, и хочется верить в то, что когда-нибудь удастся действительно научить робота творчески мыслить и действовать.

Список используемой литературы

1. Бурдаков С. Ф. и др. Проектирование манипуляторов промышленных роботов и роботизированных комплексов: Учеб. пособие для студ. вузов, обучающихся по спец. «Робототехнические системы»/ С. Ф. Бурдаков, В. А. Дьяченко, А. Н. Тимофеев-- М.: Высш. шк., 1986. -- 264 с.

2. Конструирование роботов: Пер. с франц./Андре П., Кофман Ж.-М., Лот Ф.,Тайар Ж.-П. -- М.: Мир, 1986.-- 360 с.

3. Попов Е.П., Письменный Г.В. Основы робототехники: Введение в специальность: Учеб. для вузов по спец. «Роботехнические системы и комплексы» - М.: Высш. шк., 1990. - 224 с.

4. Скотт П. Промышленные роботы -- переворот в производстве: Сокр. пер. с англ./Авт. предисл. и науч. ред. Л. И. Волчкевич. -- М.: Экономика, 1987.-- 304 с.

5. Шахинпур М. Курс робототехники. Пер. с англ. М.: Мир, 1990. -- 527 с.

6. Янг Дж. Ф. Робототехника: Пер. с англ./Ред. М. Б. Игнатьев. -- Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1979. --300 с.

Электронные ресурсы:

7. http://www.zobot.ru/blog/258

8. http://www.novate.ru/blogs/020711/18065/

9. http://www.raai.org/resurs/resurs.shtml#robotics

10. http://robotor.ru/2011/05/28/drawing-machine/

11. http://robomaniac.com.ua/news/ai/Interactive_robot_artist_Ben_Grosser_news.html

12. http://www.robo-homo.ru/robo-lenta/robo-art/82.html?more_tags=%D0%AF%D0%BF%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D1%8F&more_start=0

Размещено на Allbest.ru