Аннотация. Развитие робототехники вызывает необходимость интеграции ключевых понятий в курс школьной робототехники (информатики). В исследовании предпринята попытка упорядочить понятийный аппарат для облегчения восприятия обучающимися основных понятий робототехники. Автором предложена классификация роботов на основании сходных признаков (тип перемещений, внешний вид, функционал и предназначение робота), составлен портрет робота по ключевым характеристикам. В нем учтены умения робота с искусственным интеллектом совершать действия при помощи перемещений, анализа и оптимизации внешних и внутренних условий.
Ключевые слова: робот, виды робота, робототехника, терминология робототехники.
В век информационных технологий стремительно растет объем знаний во всех предметных областях. Любая дисциплина предполагает наличие определенной терминологии, а с учетом ее развития появляется потребность в новых и более детальных обозначениях.
Внимание школьников и взрослых привлекает набирающее популярность в нашей стране и за рубежом перспективное направление в науке о разработке и использовании автоматизированных технических систем – робототехника. В повседневной жизни мы сталкиваемся с множеством автоматизированных систем управления, например, движением городского транспорта, сварочной линией автозавода, отоплением в домах, беспилотным транспортным средством и т.п. Несмотря на свою молодость, робототехника имеет богатую терминологию и при этом продолжает обогащаться лексическими единицами.
Целью данного исследования является проведение сопоставительного анализа основных терминов робототехники, связанных с видами роботов, для систематизации восприятия терминов в рамках освоения курса робототехники в школе.
Согласно требованиям ФГОС ООО, к результатам освоения школьной программы «Образовательная робототехника» обучающиеся должны владеть общепредметными понятиями и терминами: «объект», «система», «модель», «алгоритм» и др. Также школьники должны иметь представления об основных изучаемых понятиях, терминах и их свойствах: «пьезодвигатели», «электроактивные полимеры», «приводы» и т.д. [3].
Материалом для проведенного исследования выступили термины, обозначающие 28 видов роботов на английском и 18 на русском языках. Источником послужили стандарты, в которых представлена терминологическая база робототехники ГОСТ Р 60.0.0.4 – 2019 [1] и Handbook of Industrial Robotics [4].
В исследовании были использованы методы наблюдения, сплошной выборки, компонентного анализа, сопоставления и другие.
Проведем сопоставительный анализ англоязычных и русскоязычных понятий, связанных с видами роботов. Термины в области робототехники представляют собой наименование понятий, присущих этой сфере деятельности. Термины отличаются спецификой употребления; содержательной точностью (подразумевает четкость и предметность значения); дефинированностью (предполагает наличие толкований); независимостью от контекста и однозначностью (значение будет сохраняться в любом случае, без каких-либо изменений); воспроизводимостью в речи (использование терминов в разных ситуациях); номинативным характером (в основе лежат существительные или их сочетания); стилистической нейтральностью (отсутствуют какие-либо дополнительные ассоциации). Дефиниции термина чаще всего определяются через трактовку функции, свойства или способа получения/достижения явления, предмета и т.д.
В терминоведении наблюдается упорядочивание системы под действием следующих явлений:
- систематизация – классификация терминов и их дефиниций с последующей визуализацией существенных признаков понятий;
- нормализация – выбор самых оптимальных вариантов правил образования и употребления терминов, однако могут наблюдаться существенные специфические изменения;
- кодификация – формирование упорядоченного словаря с целью оптимизации терминосистемы и др. [2].
Робототехническая терминология – не исключение. Существует широкий ряд понятий, который необходим для корректного оперирования в данной сфере. В Российской Федерации и за рубежом существует терминологический робототехнический стандарт, в котором закреплены ключевые термины и их определения. Представляем анализ, сопоставление и классификацию понятийного аппарата робототехники, характеризующего виды робота, на русском и английском языках.
Начнем с рассмотрения стандарта Российской Федерации по терминам, связанным с роботами и робототехническими устройствами [1]. Его структура определена специфическими разделами робототехники: общие термины, механическая конструкция, датчики и навигация и т.д. Интересующие нас понятия расположены в разделе «общие термины» и «механические конструкции» под определенным номером, а не в алфавитном порядке. В случае необходимости упоминания конкретного термина в другом определении на него дается ссылка. Помимо версии на русском языке, дан вариант на английском. В русскоязычном стандарте было найдено и проанализировано 18 видов роботов. Рассмотрим пример представления термина в ГОСТ (см. рисунок 1): «3. 6.12. Шагающий робот (legged robot): Мобильный робот (2.13) перемещающийся на одной или нескольких ногах (3.4)» [1].
Рис.1 Представление терминов в ГОСТе 60.0.0.4—2019
Сначала дается порядковый номер термина, затем в скобках указан перевод на английский язык, после двоеточия начинается определение, при наличии отсылок (например, «Мобильный робот») указан номер, в котором можно ознакомиться со значением данного термина. Проверим данный термин на наличие ключевых признаков термина. Дано понятие – шагающий робот и его дефиниция, он стилистически нейтрален, точен, целенаправлен и, безусловно, принадлежит к конкретной области знания – робототехнике. К данному термину невозможно подобрать синоним; существует только одно значение; отсутствует противоречивость семантики. Определение раскрывается через способ перемещения робота и участвующие в этом движении детали.
Для анализа русскоязычной версии терминов видов роботов, нами была предложена классификация терминов по группам для упрощенного восприятия терминов обучающимися. Первая группа включает в себя роботов, которые рассматриваются с точки зрения внешнего вида: гуманоидный, шарнирный, позвоночного типа, с параллельной структурой. В основе второй группы лежит тип перемещений (система координат) робота: с полярной системой координат, с цилиндрической системой координат, с прямоугольной системой координат, маятникового типа, колесный, шагающий, гусеничный. Третья группа была сформирована, согласно функционалу и предназначению робота: SCARA, адаптивный, промышленный, мобильный, сервисный, персональный сервисный, совместный робот.
Предлагаемый подход к классификации целесообразно использовать при рассмотрении и изучении типов роботов на уроках информатики, робототехники и технологии, так как систематизированную по сходным признакам информацию гораздо легче воспринимать.
Перейдем к анализу зарубежного терминологического стандарта. В данном случае термины расположены в алфавитном порядке, отсутствуют какие-либо объединения по родственности понятий (см. рисунок 2).
![Рис. 2 Представление терминов в зарубежном терминологическом стандарте [4].](/images/documents/704/2.jpg)
Рис. 2 Представление терминов в зарубежном терминологическом стандарте [4].
В зарубежном терминологическом сборнике найдено 28 видов роботов. Необходимо отметить, что часть из них дублируют друг друга, например: Spherical Robot: Also known as a spherical coordinate robot or polar robot [4]. По нашему мнению, такие ситуации влекут за собой затруднение общения специалистов и нарушение упорядочивания терминосистемы. Частотны определения через другие термины, например, «See Industrial Robot».
Рассмотрим структуру представления термина на следующем примере: «Mobile robot – A freely moving programmable industrial robot which can be automatically moved, in addition to its usual five or six axes, in another one, two, or three axes along a fixed or programmed path by means of a conveying unit. The additional degrees of freedom distinguish between linear mobility, area mobility, and space mobility. Mobile robots can be applied to tasks requiring workpiece handling, tool handling, or both» [4].
Сначала представлен термин, затем дано определение. Подчеркнем, что полнота и развернутость определения отличается, данный пример очень детализирован. Проверим на соответствие требованиям к термину: термин однозначный, к нему невозможно подобрать синонимы, он краток, его определение полнозначно.
Перейдем к сопоставительному анализу русскоязычных и англоязычных дефиниций видов роботов.
В курсе программы основной школы обучающиеся используют, главным образом, понятия на русском языке. Считаем, что для полной картины восприятия термина необходимо предоставлять дополнительные сведения из англоязычных источников. Робототехника зародилась в Америке (50-е годы XX столетия) и базовые дефиниции стоит искать в англоязычной литературе, в нашем случае это – Handbook of Industrial Robotics [4].
Для проведения сопоставительного анализа отобрано девять терминов, которым найден соответствующий англоязычный эквивалент в терминологических стандартах (см. таблицу 1).
Таблица 1. Гуманоидный робот
| английский язык | русский язык |
|---|---|
| Android - a robot designed to resemble human physical characteristics [4]. | Гуманоидный робот (humanoid robot) – с телом, головой и конечностями, выглядящий и перемещающийся подобно человеку [2]. |
В русскоязычной версии гуманоидного робота в скобках дано наименование на английском языке, однако такого термина в анализируемом англоязычном источнике не было найдено. В тоже время нами были обнаружены сходные характеристики в англоязычном термине android. Отличие заключается в том, что версия на русском языке чуть более детализирована: названы части робота и проведено сравнение, относительно его перемещения (см. таблицу 2). В то время, как в аутентичной литературе указано, что характеристики робота походят на человеческие.
Таблица 2. Робот SCARA
| английский язык | русский язык |
|---|---|
| Selective Compliance Assembly Robotic Arm (SCARA) - a horizontal-revolute configuration robot designed at Japan’s Yamanachi University. The tabletop-size arm with permanently tilted, high-stiffness links sweeps across a fixtured area and is especially suited for small-parts insertion tasks in the vertical (z) direction [4]. | Робот SCARA – робот с двумя параллельными вращательными шарнирами для обеспечения податливости в выбранной плоскости [2]. |
Термин, представленный в российском ГОСТе, не раскрывает аббревиатуру SCARA, поэтому пользователю не совсем понятно, о чем идет речь. В трактовке понятия представлены упоминания элементов и их цели использования.
В английской версии используется иной подход: читатель сначала знакомится с расшифровкой аббревиатуры, а лишь затем видит саму аббревиацию. Определение включает в себя описание конфигурации робота, его способа функционирования, особенности перемещения (см. таблицу 3). Так же есть упоминание его места разработки.
Таблица 3. Шарнирный робот
| английский язык | русский язык |
|---|---|
| Articulated Robot - a robot arm which contains at least two consecutive revolute joints acting around parallel axes resembling human arm motion. The work envelope is formed by partial cylinders or spheres. The two basic type of articulated robots, vertical and horizontal, are sometimes called anthropomorphic because of the resemblance to the motions of the human arm [4]. | Шарнирный робот – рука робота имеет три или более вращательных шарнира [2]. |
В ГОСТе РФ нет упоминаний о наличии вертикальных и горизонтальных шарнирных роботов, есть только внешние характеристики робота; отсутствуют какие-либо функциональные отличия и т.д.
В английской версии в определении раскрыты особенности робота и его функционирования, так же есть упоминание других разновидностей робота (см. таблицу 4).
Таблица 4. Робот с полярной системой координат
| английский язык | русский язык |
|---|---|
| Spherical Robot – also known as a spherical coordinate robot or polar robot. A robot operating in a spherical work envelope, or a robot arm capable of moving with rotation, arm inclination, and arm extension [4]. | Робот с полярной системой координат – рука робота имеет два вращательных шарнира, один поступательный шарнир, оси которых образуют полярную систему координат [2]. |
Значительное отличие в описании роботов с полярной системой координат наблюдается в том, что английский термин имеет дополнительные наименования. Также дано описание особенностей функционирования руки робота и ее возможные видоизменения в пределах заданной системы координат. Русская версия так же концентрируется на описании руки и ее функционировании (см. таблицу 5).
Таблица 5. Робот с цилиндрической системой координат
| английский язык | русский язык |
|---|---|
| Cylindrical Robot – also known as cylindrical coordinate robot or columnar robot. A robot, built around a column, that moves according to a cylindrical coordinate system in which the position of any point is defined in terms of an angular dimension, a radial dimension, and a height from a reference plane. The outline of a cylinder is formed by the work envelope. Motions usually include rotation and arm extension [4]. | Робот с цилиндрической системой координат – рука робота имеет по меньшей мере один вращательный шарнир и по меньшей мере один поступательный шарнир, оси которых образуют цилиндрическую систему координат [2]. |
Определение робота с цилиндрической системой координат на английском языке включает в себя факультативные наименования робота, способ построения робота в соответствии с заданной системой координат, особенности движения составных частей робота. Русское определение несет описание внешних характеристик и способа образования системы координат (см. таблицу 6).
Таблица 6. Робот с прямоугольной системой координат
| английский язык | русский язык |
|---|---|
| Rectangular Robot – also known as rectangular coordinate robot, Cartesian coordinate robot, Cartesian robot, rectilinear coordinate robot, or rectilinear robot. A robot that moves in straight lines up and down and in and out. The degrees of freedom of the manipulator arm are defined primarily by a Cartesian coordinate axis system consisting of three intersecting perpendicular straight lines with origin at the intersection. This robot may lack control logic for coordinated joint motion. It is common for simple assembly tasks [4]. | Робот с прямоугольной системой координат (робот с декартовой системой координат) – рука робота имеет три поступательных шарнира, оси которых образуют декартову систему координат [2]. |
И в этом случае аутентичное определение робота с прямоугольной системой координат более детализировано, включает в себя дополнительные трактовки названия робота, способы перемещения робота, особенности движения рук робота, направленность на выполнение определенных задач. В русской версии даны внешние характеристики робота, которые образуют особую систему координат (см. таблицу 7).
Таблица 7. Адаптивный робот
| английский язык | русский язык |
|---|---|
| Intelligent Robot – a robot that can be programmed to execute performance choices contingent on sensory input [4]. | Адаптивный робот – способен выполнять задания, воспринимая и изменяя внешнюю среду и/или взаимодействуя с внешними источниками и адаптируя свое поведение [2]. |
Определения адаптивных роботов в английской и русскоязычной версиях похожи, поскольку включают в себя особенности программирования на выполнение задач в зависимости от внешних факторов (см. таблицу 8).
Таблица 8. Промышленный робот
| английский язык | русский язык |
|---|---|
| Industrial robot – a mechanical device that can be programmed to perform a variety of tasks of manipulation and locomotion under automatic control. The attribute ‘‘industrial’’ distinguishes such production and service robots from science fiction robots and from purely software robots (such as search engines for the World Wide Web) [4]. | Промышленный робот – автоматически управляемый, перепрограммируемый, реконфигурируемый манипулятор, программируемый по трем или более степеням подвижности. Может быть установлен стационарно или перемещаться. Применяется в целях промышленной автоматизации [2]. |
Русскоязычное определение рассматривает промышленного робота как автоматического манипулятора с набором специфических свойств. Английское определение так же включает в себя такие понятия, однако вторая часть посвящена описанию незаменимости данного робота во всем разнообразии техники (см. таблицу 9).
Таблица 9. Мобильный робот
| английский язык | русский язык |
|---|---|
| Mobile robot – a freely moving programmable industrial robot which can be automatically moved, in addition to its usual five or six axes, in another one, two, or three axes along a fixed or programmed path by means of a conveying unit. The additional degrees of freedom distinguish between linear mobility, area mobility, and space mobility. Mobile robots can be applied to tasks requiring workpiece handling, tool handling, or both [4]. | Мобильный робот – способен передвигаться под своим собственным управлением [2]. |
Определение мобильного робота в английской версии более детализировано. В нем описана степень свободы робота, задачи, которые он может исполнить, внешние характеристики, особенности перемещения. В отечественной трактовке представлен только перевод первого предложения английской версии.
Проанализировав девять терминов, связанных с видами роботов, можно сделать вывод о разнице в дефинировании видов робота. Русскоязычные термины чаще базируются на внешнем описании конкретного вида робота, представляют некоторую информацию о способах перемещения робота в пространстве в условиях заданной системы координат. Англоязычные трактовки более детализированы, указывают на потенциальные задачи, с которыми может справиться робот. Под одним названием робота понимается устройство, выполняющее определенные функции, обладающее конкретными свойствами. Англоязычная терминология претендует на универсальность, каноничность понятий, поскольку основные достижения в области робототехники происходят в англоязычной среде.
Русскоязычные термины частично включают в себя калькированный перевод понятия (например, мобильный робот и гуманоидный робот).
Большинство рассмотренных терминов в русской и английской версиях представлено словосочетаниями «прилагательное+существительное», где прилагательное выступает в качестве спецификатора, идентифицирующего способ действия.
Анализ показал, что не всегда термины будут полностью соответствовать в своих названиях и определениях на разных языках. Это связано со сложностью и многоплановостью области робототехники, культурными факторами.
При этом из анализа терминов следует, что существенные противоречия в понятиях отсутствуют, однако в русскоязычных версиях есть некоторая неполнота в трактовках. Проанализировав каждый вид робота на английском и русском языках, можно представить портрет робота, который содержит в себе следующие существенные для разграничения его видов семы:
- способность выполнять действия, согласно заданным условиям (алгоритму);
- умение решать поставленные задачи, перемещаясь и функционируя словно существо, наделенное интеллектом;
- возможность проведения анализа роботом и последующей самостоятельной оптимизации внешних и внутренних факторов.
Необходимо подчеркнуть, что с развитием робототехники появляются новые видовые понятия, например, Hexapod, Gantry Robot, Spot-Welding Robot и др., которые пока не закрепились в отечественной терминологии.
Теоретическая значимость проведенного исследования заключается в разработке классификации роботов по группам на основании сходных признаков (тип перемещений, внешний вид, функционал и предназначение робота). В ходе сопоставительного анализа терминов, был составлен портрет робота по ключевым характеристикам, в котором учитываются умения робота, наделенного искусственным интеллектом, совершать действия по достижению поставленной задачи при помощи перемещений, анализа и оптимизации внешних и внутренних условий.
Практическая значимость исследования заключается в том, что предложенная классификация может быть применена на уроках в общеобразовательной школе для систематизированного восприятия понятий.
В заключение, отметим, что термины являются фиксирующим фактором понятийной системы любой области знаний. Возникают новые явления и связанные с ними термины, а словари, содержащие выверенные понятия и исключающие несоответствия, отсутствуют. Отсюда и сложности профессионального общения специалистов по робототехнике. Предпринятая нами попытка частичного упорядочивания не отменяет необходимости в общепринятой терминологической базе робототехники, определяющей границы содержания понятий.
Robot and its types: comparative terminology analysis
Aleshnikova V.V.,
bachelor of 3 course of Moscow City University, Moscow
Research supervisor:
Abaeva Evgenia Sergeevna,
Professor of the Department of Anglistics and Intercultural Communication of the Institute of Foreign Languages of Moscow City University, Doctor of Philology, Associate Professor
Аnnotation. The development of robotics makes it necessary to integrate key concepts into the course of school robotics (computer science). The study attempts to streamline the conceptual apparatus to make it easier for students to understand the basic concepts of robotics. The author proposes a classification of robots based on similar features (type of movement, appearance, functionality and purpose of the robot), a portrait of the robot is compiled according to key characteristics. It includes the ability to work with artificial intelligence to perform actions using movements, analysis and optimization of external and internal conditions.
Keywords: robot, types of robots, robotics, terms description.
- ГОСТ Р 60.0.0.4-2019 Роботы и робототехнические устройства. Термины и определения. (дата обращения: 01.02.2022).
- Гринев-Гриневич С.В. Терминоведение. Учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. М.: Издательский центр «Академия», 2008. 304 с.
- Приказ Минобрнауки России от 17.12.2010. № 1897 (ред. от 11.12.2020) «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования.http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_110255/ (дата обращения: 01.02.2022).
- Handbook of Industrial Robotics. // Wiley Online Library (дата обращения: 01.02.2022).
- GOST R 60.0.0.4-2019 Robots and robotic devices. Terms and definitions. (date of the address: 01.02.2022).
- Grinev-Grinevich S.V. Terminology studies. Manual for students. higher. studies. institutions. Moscow: Publishing center «Academy», 2008. 304 pages.
- Order of the Ministry of Education and Science of the Russian Federation dated 17.12.2010. № 1897 (ed. dated 11.12.2020). «On approval of the Federal state educational standard of basic general education». (date of the address: 01.02.2022).
- Handbook of Industrial Robotics. // Wiley Online Library. (date of the address: 01.02.2022).