Какие бывают роботы: классификация по типам и сферам применения

Слово «робот» в обиходе покрывает всё подряд — от пылесоса на колёсах до антропоморфной машины с двумя руками. На деле под этим словом скрываются десятки разных типов техники, у которых мало общего, кроме способности выполнять задачи без постоянного участия человека. Чтобы не путаться, инженеры и каталоги классифицируют роботов сразу по нескольким признакам: где робот работает, как он устроен и насколько самостоятельно действует.

В этой статье разберём, какие бывают роботы, по каким осям их принято делить и какие машины относятся к каждому типу. Это карта всего направления — от промышленных манипуляторов до гуманоидов и подводных аппаратов.

По каким признакам классифицируют роботов

Единой общепринятой классификации не существует — у разных школ и стандартов свои подходы. Но на практике робота почти всегда описывают через три независимые оси.

• По сфере применения — где и для чего машина работает: завод, операционная, поле, склад, поле боя, дом. Это самый распространённый бытовой способ деления, и именно по нему построено большинство каталогов.
• По конструкции и морфологии — как робот устроен физически: стационарный манипулятор, колёсная или гусеничная платформа, шагающий механизм, гуманоид, летательный или подводный аппарат.
• По степени автономности — насколько робот действует сам: дистанционно управляемый оператором, полуавтономный или полностью автономный с собственной системой принятия решений.

Одна и та же машина попадает сразу в несколько категорий. Хирургический комплекс da Vinci — это и медицинский робот по сфере, и стационарный манипулятор по конструкции, и дистанционно управляемый по автономности. Поэтому классификации не противоречат друг другу, а дополняют: каждая отвечает на свой вопрос.

Промышленные роботы

Самая массовая и зрелая группа. Промышленный робот — это, как правило, многозвенный манипулятор, закреплённый на одном месте и выполняющий повторяющуюся операцию: сварку, окраску, сборку, перемещение деталей, упаковку. Именно с них в 1960-х началась вся индустриальная робототехника: первый серийный манипулятор Unimate встал на конвейер General Motors.

Промышленные манипуляторы на автомобильном конвейере

Сегодня рынок держат несколько крупных производителей — KUKA, FANUC, ABB, Yaskawa. Их роботов различают по кинематике: шарнирные (антропоморфные), SCARA для быстрой сборки, дельта-роботы для скоростной упаковки, портальные для работы на больших площадях. Подробнее модели и характеристики собраны в разделе промышленных роботов.

Коботы — коллаборативные роботы

Отдельная ветвь промышленных машин, выделившаяся в самостоятельный класс. Кобот (от collaborative robot) рассчитан на работу рядом с человеком без защитного ограждения: он оснащён датчиками усилия и останавливается при касании. Пионером направления стала компания Universal Robots, её манипуляторы серии UR задали стандарт.

Коботы легче и медленнее классических промышленных рук, зато безопаснее и проще в перенастройке — оператор может «обучить» такого робота, проведя его рукой по нужной траектории. Их берут небольшие производства, где нет места под огороженную ячейку. Модели коллаборативных манипуляторов — в разделе коботов.

Сервисные роботы

Если промышленные роботы работают на производстве, то сервисные — везде, где есть люди и услуги: в торговых центрах, гостиницах, аэропортах, больницах, на складах. Это самая быстрорастущая группа, и внутри неё много подтипов.

Сервисный робот-консультант в общественном пространстве

• Роботы-помощники и консультанты — встречают посетителей, отвечают на вопросы, показывают дорогу. Российский Промобот — характерный пример сервисной машины такого рода.
• Роботы-доставщики — возят еду, документы и посылки по тротуарам и внутри зданий. По этой схеме работают ровер Яндекса и аппараты Starship.
• Складские и логистические роботы — перемещают стеллажи и комплектуют заказы на фулфилмент-центрах; направление взлетело после покупки Amazon компании Kiva Systems.

Общую подборку машин для бизнеса и быта смотрите в разделах сервисных роботов, доставщиков и складской логистики.

Гуманоидные роботы и андроиды

Гуманоид — робот, повторяющий строение человека: голова, корпус, две руки и две ноги. Антропоморфная форма нужна не ради эффекта, а чтобы машина работала в среде, спроектированной под людей: с лестницами, дверными ручками и инструментом. Андроидом обычно называют гуманоида с подчёркнуто человекоподобной внешностью.

Гуманоидный робот в лаборатории робототехники

За последние годы класс резко ожил. Boston Dynamics показала прыгающего и кувыркающегося Atlas, Tesla разрабатывает Optimus, компания Figure — модель Figure 02, а Unitree вывела относительно доступные H1 и G1. В России к гуманоидам относят антропоморфного робота FEDOR (Skybot F-850), который в 2019 году летал на МКС. Все актуальные модели — в разделе гуманоидных роботов.

Медицинские роботы

В медицине роботы решают три разные задачи: помогают оперировать, реабилитируют пациентов и работают логистикой внутри клиники. Самый известный представитель — хирургический комплекс da Vinci: хирург управляет инструментами с консоли, а манипуляторы повторяют движения с уменьшенной амплитудой и без дрожания рук. Такие системы применяют с начала 2000-х.

Хирургический комплекс с манипуляторами в операционной

Отдельные направления — реабилитационные экзоскелеты, которые заново ставят пациента на ноги, и протезы с управлением от мышечных сигналов; в России протезами занимается компания «Моторика». Медицинские модели собраны в разделе медицинских роботов.

Военные роботы и беспилотники

Военная робототехника — это наземные роботизированные комплексы для разминирования и разведки, безэкипажные катера и, конечно, беспилотные летательные аппараты. Дроны давно вышли за пределы армии: их используют в съёмке, картографии, сельском хозяйстве и доставке, поэтому беспилотники часто выделяют в отдельный класс.

Наземный робот сапёрно-разведывательного назначения

По конструкции дроны делят на мультикоптеры (несколько винтов, вертикальный взлёт, зависание) и аппараты самолётного типа для дальних полётов; отдельно стоят конвертопланы, сочетающие оба принципа. Машины военного назначения собраны в разделе военных роботов, а летательные аппараты — в разделе дронов.

Робопсы — четвероногие роботы

Четвероногие платформы выделились в заметный класс благодаря Spot от Boston Dynamics. Четыре ноги дают проходимость там, где колёса и гусеницы буксуют: лестницы, завалы, пересечённая местность. Робопсов применяют для инспекции промышленных объектов, мониторинга стройплощадок, разведки в опасных зонах. Более доступные модели выпускает Unitree (серия Go). Подборка — в разделе робопсов.

Четвероногий робот на инспекции промышленного объекта

Сельскохозяйственные роботы

Агророботы автоматизируют посев, прополку, опрыскивание и сбор урожая. Сюда входят автономные тракторы и комбайны, способные двигаться по полю без водителя, роботы для точечного внесения химикатов и аппараты, распознающие и удаляющие сорняки машинным зрением. Отдельная ниша — сельскохозяйственные дроны для мониторинга полей с воздуха. Машины для агросектора — в разделе сельскохозяйственных роботов.

Автономный трактор за работой в поле

Научные и космические роботы

В исследованиях роботы заменяют человека там, где ему опасно или вовсе не добраться: на других планетах, в глубине океана, в зоне радиации. Марсоходы Curiosity и Perseverance годами работают на поверхности Марса, манипулятор Canadarm обслуживает орбитальные станции, а подводные аппараты картографируют дно. Исследовательские модели — в разделе научных роботов.

Планетоход на поверхности Марса

Роботы с искусственным интеллектом

Это не отдельная конструкция, а уровень «начинки». Робот с ИИ не просто отрабатывает жёсткую программу, а воспринимает обстановку датчиками, строит модель окружения и сам выбирает действие. Машинное зрение, обработка речи и обучение с подкреплением превращают манипулятор или платформу из исполнителя в систему, адаптирующуюся к новой задаче. Именно ИИ стирает границу между промышленными и сервисными роботами. Машины с развитой автономностью — в разделе роботов с ИИ.

Образовательные роботы

Отдельная группа создана не для работы, а для обучения: конструкторы и программируемые платформы, на которых дети и студенты осваивают механику и код. Это безопасные, недорогие машины с понятной средой программирования. Модели для занятий — в разделе роботов для детей.

Классификация по степени автономности

Эта ось важна не меньше сферы применения, потому что определяет роль человека в управлении.

• Управляемые (телеуправляемые) — каждое действие задаёт оператор: сапёрный робот, хирургический комплекс, гоночный дрон. Машина — продолжение рук человека.
• Полуавтономные — выполняют команду самостоятельно, но под надзором: дрон летит по заданным точкам, пылесос убирает комнату, оператор лишь ставит задачу и вмешивается при сбое.
• Автономные — сами воспринимают обстановку и принимают решения без оператора: складские роботы, агророботы, перспективные гуманоиды. Чем выше автономность, тем больше роботу нужен искусственный интеллект.

Коротко: какие бывают роботы

Чёткой единственной классификации у роботов нет — машину описывают сразу по нескольким признакам. По сфере применения выделяют промышленных, сервисных, медицинских, военных, сельскохозяйственных, научных и образовательных роботов. По конструкции — манипуляторы, колёсные и гусеничные платформы, гуманоидов, четвероногих, летательные и подводные аппараты. По степени автономности — управляемых, полуавтономных и автономных. Любой конкретный робот — это пересечение всех трёх осей, и именно так его проще всего описать и найти в каталоге.