O scurtă istorie a roboticii
Automatizare, robotică, linii de producție complet autonome, vehicule robotizate, tehnologii informatice din ce în ce mai puternice. Mașinile-unelte, sistemele de control, sistemele de recunoaștere sunt în permanență îmbunătățite, performanța unităților de calcul este în creștere.
Mașinile create de om devin din ce în ce mai complexe și răspândite în aproape fiecare ramură a activității umane, de la producție la medicină, de la gestionarea traficului până la industria divertismentului.
Acest articol este despre istoria roboticii, o disciplină care ajută oamenii să-și rezolve problemele, ușurând munca și crescând productivitatea.
În zilele noastre, robotica este una dintre cele mai progresiste tehnologii, care a atins cote fără precedent în dezvoltarea sa datorită activității intelectuale a generațiilor întregi de inventatori, designeri, ingineri și tehnicieni.
Producția unui motor cu 3 cilindri la uzina Opel
Imitații umane și animale
Privind în trecut (și în cele din urmă în prezent), nu se poate evita impresia că oamenii au dorit cu disperare să creeze o creatură artificială care să efectueze automat acțiuni plictisitoare, dificile, periculoase sau nedorite pentru ea.
Dezvoltarea mecanizării, automatizării și roboticii are loc treptat. Pe măsură ce tehnologia s-a dezvoltat, au apărut primele imitații ale oamenilor sau forme mecanice ale animalelor. Exemple de imitații mecanice ale animalelor sunt date în literatură înainte de începutul erei noastre.
Geniul renascentist Leonardo da Vinci (1495) este asociat cu crearea cavalerului mecanic. Sunt cunoscute și imitații mecanice ale oamenilor (androidi) de către maeștrii elvețieni Jaquet-Droz (secolul al XVIII-lea). Scribul lor automat (caligraful) era capabil să scrie câteva propoziții cu un stilou și a imitat foarte bine un om.
Robot mecanic „Caligraf” de ceasornicarul Pierre Jacquet-Droz (1772)
După era mecanicii, ingineria electrică și apoi tehnologia computerelor au contribuit la dezvoltarea roboților. 1920 a fost o piatră de hotar în robotică.
Roboții lui Čapek ca ființe cu inteligență artificială
În 1920, Karel Čapek a scris o piesă „RUR” cu subtitlul „Roboții universali ai lui Rossum”. Premiera piesei a avut loc la începutul anului 1921 și pentru prima dată a fost folosit cuvântul „robot”, care a devenit cunoscut în toate limbile lumii. Cartea RUR a fost tradusă în peste treizeci de limbi. , inclusiv Esperanto.
Anul trecut, cuvântul „robot” a împlinit 100 de ani, iar anul acesta se împlinesc 100 de ani de când a fost interpretată prima piesă a lui Karel Čapek „RUR”.
Coperta de carte a piesei științifico-fantastice „RUR” scrisă de Karel Čapek în 1920.
Cuvântul robot este poate singurul cuvânt ceh care este folosit în întreaga lume în forma sa necoruptă.A câștigat atât de popularitate încât Karel Čapek a considerat mai târziu de cuviință să susțină că adevăratul „inventator” al cuvântului „robot” a fost fratele său Josef.
Inițial, Karel a vrut să folosească cuvântul „labor” din limba engleză „labor” pentru personajele din jocul RUR. Așadar, astăzi avem cuvântul robot folosit în fiecare ficțiune științifico-fantastică legată de cuvântul tipic slav robot.
Roboții lui Čapek nu sunt înlocuitori mecanici pentru oameni, sunt ființe artificiale create din materie organică sintetică și care posedă inteligență umană. De fapt, sunt la fel ca androizii, cyborgii și replicanții moderni.
PROIECT WABOT-HOUSE (2002)
Definiția robot și robotică
După cum este obișnuit în știință și tehnologie, este necesar să se definească sensul cuvântului robot.Inițial, un robot era înțeles ca o simplă mașină, vezi de exemplu Enciclopedia Britannica din 1947 care oferă un stabilizator giroscopic pentru cursul unui avion sau un navă ca exemplu de robot.
În 1941, scriitorul Isaac Asimov a folosit pentru prima dată cuvântul robotică și a formulat trei legi de bază ale roboticii care reprezintă cerințele de bază pentru dezvoltarea și utilizarea roboților.
Legile roboticii lui Isaac Asimov
Un robot este cel mai adesea înțeles ca un sistem integrat controlat de computer, capabil să interacționeze în mod autonom și intenționat cu un mediu real, în conformitate cu instrucțiunile umane.
Această definiție este completată de alte condiții care determină definiția unui robot, de exemplu, capacitatea de a percepe și recunoaște mediul, de a comunica cu oamenii în limbaj artificial sau natural etc.
Robotica ca disciplină științifică și tehnică este știința roboților, proiectarea, fabricarea și aplicarea acestora.Robotica este strâns legată de electronică, mecanică și software.
Termeni și definiții: Roboți și dispozitive robotizate
Se pare că scopul final al roboticii este într-adevăr de a construi o mașină care aproape să înlocuiască oamenii, inclusiv inteligența lor.
În 1997, un computer l-a învins pe campionul mondial de șah. În același an, competiția internațională RoboCup a fost creată cu următorul scop (vis) în preambul: „Până la mijlocul secolului 21, unsprezece umanoizi complet autonomi îl vor învinge pe campionul de fotbal în exercițiu, conform regulilor oficiale ale FIFA”. Scopul pare o prostie, dar, ca și în cazul cuceririi lunii, calea către acest scop poate avea o serie de rezultate „secundare”, dar semnificative.
RoboCup (2017)
Robotul umanoid ASIMO este folosit în principal în scopuri publicitare și pentru a promova robotica
Un robot umanoid (android) este un robot cu formă umană. Deoarece mulți roboți din science fiction par oameni, un robot umanoid poate fi robotul implicit pentru majoritatea oamenilor.
Pe de altă parte, nu se poate argumenta că toți roboții care trebuie să îndeplinească anumite sarcini în lumea reală trebuie să fie neapărat roboți umanoizi, de exemplu nici avioanele nu arată ca niște păsări. Funcțiile necesare robotului ar trebui să determine aspectul optim al acestuia.
Roboți industriali
Unul dintre aceste rezultate, fără de care, în special, este deja imposibil de imaginat producția de mașini, sunt roboții industriali, a căror definiție a fost deja dată, ISO 8373: 2012, în traducere generală: „robot industrial: control automat , reprogramat, un manipulator reconfigurabil programabil în trei sau mai multe grade de mișcare care poate fi fie instalat permanent, fie mutat pentru aplicații de automatizare industrială. «
Primii roboți industriali, Unimate și Versatran, au fost construiți și dați în funcțiune în SUA între 1960 și 1962. Acestea erau mașini relativ grele, cu un număr mic de axe controlate cu acționări hidraulice și electro-hidraulice. Programarea și controlul lor s-au bazat pe tehnologie analogică.
NServth real în istorie interfață utilizator robot industrial Unimate
Primul robot industrial care folosea un microprocesor pentru control a apărut în 1974. În Europa a fost robotul de succes Asea IRB 6.
Robotul avea un manipulator sub forma unei structuri de braț antropomorfe, cinci axe controlabile cu acționări electrice și o capacitate de încărcare de 6 kg. În ciuda conceptului de control relativ simplu, acesta poate fi folosit și pentru sudarea cu arc și tratarea suprafețelor. Acest robot a fost produs din 1975 până în 1992, cu un total de aproape 2.000 produse.
Roboți industriali ASEA (de la stânga la dreapta: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, dulap de control ABB S3)
Robot ASEA IRB 6 pe o timbru poștal suedez din 1984.
În anii următori, mecanica roboților industriali s-a îmbunătățit și gama de produse s-a extins, în special capacitatea de încărcare — de la roboți pentru lucrul cu piese mici la roboți cu o capacitate de încărcare de aproximativ 1000 kg.
De asemenea, au început să fie echipați cu roboți industriali viziune computerizată și alți senzori inteligenți. S-a produs însă o schimbare majoră în modul în care este controlat și programat, permițând utilizarea tehnicilor CAD 3D și programarea roboților interactivi.
Cea mai recentă tendință este roboții industriali colaborativi (coboți) care asigură contactul om-robot și respectă prima lege a roboticii „un robot nu trebuie să facă rău unui om”.S-a produs și o schimbare în modul de control și programare, care permite utilizarea metodelor CAD 3D și programarea roboților interactivi.
Potrivit statisticilor Federației Internaționale de Robotică, 76.000 de roboți industriali noi au fost dați în funcțiune numai în 2018.
Robot colaborativ modern Cobot UR5. Datorită senzorilor lor, roboții colaborativi (coboți) pot interacționa direct și în siguranță cu oamenii.
Mai multe despre roboții industriali moderni:
Clasificarea roboților industriali
Asigurarea siguranței la utilizarea roboților industriali
Roboții industriali și beneficiile implementării lor în producție, importanța roboticii
Roboții și inteligența artificială
Dar să revenim la obiectivul nostru de a înlocui oamenii cu mașini. În anii 1960, în universitățile americane au fost înființate primele laboratoare de inteligență artificială, iar în 1968, la Institutul de Cercetare Stanford, a fost creat primul robot mobil inteligent pe roți, Shakey, echipat cu viziune computerizată, care era capabil să recunoască mediul. mediu și să se deplaseze cu intenție în el.
Shakey Robot (1968)
În 1973, primul umanoid modern Wabot-1 a fost lansat în Japonia la Universitatea Waseda. La Expo 85, Vabot a cântat la orgă electronică, iar pe 22 august 2003, robotul umanoid japonez Asimo (ASIMO) a depus flori la Praga la bustul lui Karel Čapek.
Robotul Asimo v 2000 inch Waco Fundamental Research Center a fost creat în Japonia de Honda Corporation și pentru o lungă perioadă de timp a fost cel mai faimos robot umanoid din lume.
Robot WABOT-1 (1973)
Robot WABOT-2 (1984)
Robotul lui Asimo a adus crizanteme pe bustul creatorului cuvântului „robot”, scriitorul ceh Karel Čapek (2003)
În prezent, există un număr mare de roboți de service, cum ar fi aspiratoarele robotizate, mașinile de tuns iarba, mașinile robotizate de muls și multe alte dispozitive bazate pe realizările roboticii.
De la robotică a apărut domeniul interdisciplinar al ingineriei – mecatronică, deoarece multe soluții inovatoare au fost mai întâi inventate și implementate în crearea roboților, iar apoi au început să fie folosite în alte mașini și mecanisme.
Cuvântul „mecatronică” a fost folosit pentru prima dată de Tekuro Mori, un inginer la compania japoneză Yaskawa, în 1969. Mecatronica este urmărirea integrării complete a mecanicii, mașinilor electrice, electronicelor, microprocesoarelor și software-ului.
Pentru mai multe informații despre mecatronică, vezi aici:Ce este mecatronica, elemente mecatronice, module, mașini și sisteme