Trumpa robotikos istorija
Automatika, robotika, visiškai autonominės gamybos linijos, robotinės transporto priemonės, vis galingesnės kompiuterinės technologijos. Staklės, valdymo sistemos, atpažinimo sistemos nuolat tobulinamos, didėja skaičiavimo agregatų našumas.
Dirbtinės mašinos tampa vis sudėtingesnės ir vis labiau paplitusios beveik visose žmogaus veiklos srityse – nuo gamybos iki medicinos, nuo eismo valdymo iki pramogų pramonės.
Šis straipsnis yra apie robotikos istoriją, discipliną, kuri padeda žmonėms spręsti problemas, palengvina darbą ir didina našumą.
Šiais laikais robotika yra viena pažangiausių technologijų, kuri savo raidoje pasiekė neregėtas aukštumas dėka ištisų kartų išradėjų, dizainerių, inžinierių ir technikų intelektinės veiklos.
3 cilindrų variklio gamyba Opel gamykloje
Žmonių ir gyvūnų imitacijos
Žvelgiant į praeitį (ir galiausiai į dabartį), negalima išvengti įspūdžio, kad žmonės žūtbūt norėjo sukurti dirbtinę būtybę, kuri automatiškai atliktų jai nuobodžius, sunkius, pavojingus ar nepageidaujamus veiksmus.
Mechanizavimo, automatizavimo ir robotikos plėtra vyksta palaipsniui. Tobulėjant technologijoms, atsirado pirmosios žmonių imitacijos arba mechaninės gyvūnų formos. Iki mūsų eros pradžios literatūroje pateikiami mechaninių gyvūnų imitacijų pavyzdžiai.
Renesanso genijus Leonardo da Vinci (1495) siejamas su mechaninio riterio kūryba. Žinomos ir šveicarų meistrų Jaquet-Droz (XVIII a.) mechaninės žmonių (androidų) imitacijos. Jų automatinis raštininkas (kaligrafas) mokėjo rašikliu parašyti kelis sakinius ir labai gerai mėgdžiojo žmogų.
Laikrodžių gamintojo Pierre'o Jacquet-Drozo mechaninis robotas „Calligraph“ (1772 m.)
Po mechanikos eros prie robotų kūrimo prisidėjo elektrotechnika, o vėliau ir kompiuterinės technologijos. 1920 m. buvo svarbus robotikos etapas.
Čapeko robotai kaip būtybės su dirbtiniu intelektu
1920 metais Karel Čapek parašė pjesę „RUR“ su paantrašte „Rosumo universalūs robotai“. Spektaklio premjera įvyko 1921 metų pradžioje ir pirmą kartą jame pavartotas visomis pasaulio kalbomis tapęs žodis „robotas“, knyga RUR išversta į daugiau nei trisdešimt kalbų. , įskaitant esperanto kalbą.
Pernai žodžiui „robotas“ sukako 100 metų, o šiemet sukanka 100 metų, kai buvo suvaidinta pirmoji Karelo Čapeko pjesė „RUR“.
Karelo Čapeko 1920 metais parašyto mokslinės fantastikos pjesės „RUR“ knygos viršelis.
Žodis robotas yra bene vienintelis čekiškas žodis, vartojamas visame pasaulyje nesugadinta forma.Jis susilaukė tokio populiarumo, kad Karelis Čapekas vėliau manė, kad reikia teigti, jog tikrasis žodžio „robotas“ „išradėjas“ buvo jo brolis Josefas.
Iš pradžių Karelis norėjo RUR žaidimo veikėjams naudoti žodį „darbas“ iš anglų kalbos „labour“. Taigi šiandien žodis robotas vartojamas kiekvienoje mokslinėje fantastikoje, susijusioje su paprastai slavišku žodžiu robotas.
Čapeko robotai nėra mechaniniai žmonių pakaitalai, tai dirbtinės būtybės, sukurtos iš sintetinės organinės medžiagos ir turinčios žmogaus intelektą. Tiesą sakant, jie yra tokie patys kaip šiuolaikiniai androidai, kiborgai ir replikantai.
WABOT-HOUSE PROJEKTAS (2002 m.)
Roboto ir robotikos apibrėžimas
Kaip įprasta moksle ir technikoje, būtina apibrėžti žodžio robotas reikšmę. Iš pradžių robotas buvo suprantamas kaip paprasta mašina, žr., pavyzdžiui, 1947 m. enciklopediją Britannica, kuri suteikia giroskopinį stabilizatorių, skirtą lėktuvo kursui arba laivas kaip roboto pavyzdys .
1941 metais rašytojas Isaacas Asimovas pirmą kartą pavartojo žodį robotika ir suformulavo tris pagrindinius robotikos dėsnius, kurie atspindi pagrindinius robotų kūrimo ir naudojimo reikalavimus.
Izaoko Asimovo Robotikos dėsniai
Robotas dažniausiai suprantamas kaip kompiuteriu valdoma integruota sistema, galinti savarankiškai ir tikslingai sąveikauti su realia aplinka pagal žmogaus nurodymus.
Šį apibrėžimą papildo ir kitos sąlygos, lemiančios roboto apibrėžimą, pavyzdžiui, gebėjimas suvokti ir atpažinti aplinką, bendrauti su žmonėmis dirbtine ar natūralia kalba ir kt.
Robotika kaip mokslinė ir techninė disciplina yra mokslas apie robotus, jų projektavimą, gamybą ir pritaikymą.Robotika yra glaudžiai susijusi su elektronika, mechanika ir programine įranga.
Terminai ir apibrėžimai: Robotai ir robotai
Atrodo, kad galutinis robotikos tikslas iš tiesų yra sukurti mašiną, kuri beveik pakeistų žmones, įskaitant jų intelektą.
1997 metais kompiuteris įveikė pasaulio šachmatų čempioną. Tais pačiais metais buvo sukurtas tarptautinis konkursas „RoboCup“, kurio preambulėje buvo toks tikslas (svajonė): „Iki XXI amžiaus vidurio vienuolika visiškai autonomiškų humanoidų įveiks valdantį futbolo čempioną pagal oficialias FIFA taisykles“. Tikslas atrodo kvailas, tačiau, kaip ir Mėnulio užkariavimo atveju, kelias į šį tikslą gali turėti nemažai „antrinių“, bet reikšmingų rezultatų.
Robo taurė (2017 m.)
ASIMO humanoidinis robotas pirmiausia naudojamas reklamos tikslais ir robotikos reklamai
Humanoidinis robotas (androidas) yra žmogaus pavidalo robotas. Kadangi daugelis mokslinės fantastikos robotų atrodo kaip žmonės, humanoidinis robotas daugeliui žmonių gali būti numatytasis robotas.
Kita vertus, negalima teigti, kad visi robotai, kurie turi atlikti kai kurias užduotis realiame pasaulyje, būtinai turi būti humanoidiniai robotai, pavyzdžiui, lėktuvai irgi nepanašūs į paukščius. Reikalingos roboto funkcijos turėtų nulemti optimalią jo išvaizdą.
Pramoniniai robotai
Vienas iš šių rezultatų, be kurio, visų pirma, neįmanoma įsivaizduoti automobilių gamybos, yra pramoniniai robotai, kurių apibrėžimas jau pateiktas, ISO 8373: 2012, bendras vertimas: "pramoninis robotas: automatinis valdymas , perprogramuotas, perkonfigūruojamas manipuliatorius, programuojamas trimis ar daugiau judesio laipsnių, kurį galima montuoti visam laikui arba perkelti pramoninės automatikos reikmėms. «
Pirmieji pramoniniai robotai Unimate ir Versatran buvo sukurti ir pradėti eksploatuoti JAV 1960–1962 m. Tai buvo palyginti sunkios mašinos su nedaug valdomų ašių su hidraulinėmis ir elektrohidraulinėmis pavaromis. Jų programavimas ir valdymas buvo paremti analogine technologija.
NServth reali istorijoje vartotojo sąsaja pramoninis robotas Unimate
Pirmasis pramoninis robotas, valdantis mikroprocesorių, pasirodė 1974 m. Europoje tai buvo sėkmingas Asea IRB 6 robotas.
Robotas turėjo antropomorfinės rankos konstrukcijos formos manipuliatorių, penkias valdomas ašis su elektrinėmis pavaromis ir 6 kg keliamąją galią. Nepaisant gana paprastos valdymo koncepcijos, jis taip pat gali būti naudojamas lankiniam suvirinimui ir paviršiaus apdorojimui. Šis robotas buvo gaminamas nuo 1975 iki 1992 metų, iš viso buvo pagaminta beveik 2 tūkst.
ASEA pramoniniai robotai (iš kairės į dešinę: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, ABB S3 valdymo spinta)
ASEA IRB 6 robotas ant 1984 metų Švedijos pašto ženklo.
Vėlesniais metais tobulėjo pramoninių robotų mechanika, plėtėsi gaminių asortimentas, ypač keliamoji galia – nuo robotų, skirtų darbui su smulkiomis detalėmis iki robotų, kurių keliamoji galia apie 1000 kg.
Pramoniniai robotai taip pat buvo pradėti aprūpinti kompiuterinis matymas ir kiti išmanieji jutikliai. Tačiau įvyko esminis jo valdymo ir programavimo pokytis, leidžiantis naudoti 3D CAD technologijas ir programuoti interaktyvius robotus.
Naujausia tendencija – bendradarbiaujantys pramoniniai robotai (kobotai), kurie užtikrina žmogaus ir roboto kontaktą ir gerbia pirmąjį robotikos dėsnį „robotas neturi pakenkti žmogui“.Taip pat pasikeitė valdymo ir programavimo būdas, leidžiantis naudoti 3D CAD metodus ir programuoti interaktyvius robotus.
Remiantis Tarptautinės robotikos federacijos statistika, vien 2018 m. buvo pradėti naudoti 76 000 naujų pramoninių robotų.
Šiuolaikinis bendradarbiavimo robotas Cobot UR5. Dėl savo jutiklių bendradarbiaujantys robotai (kobotai) gali tiesiogiai ir saugiai bendrauti su žmonėmis.
Daugiau apie šiuolaikinius pramoninius robotus:
Pramoninių robotų klasifikacija
Saugumo užtikrinimas naudojant pramoninius robotus
Pramoniniai robotai ir jų diegimo gamyboje nauda, robotikos svarba
Robotai ir dirbtinis intelektas
Bet grįžkime prie mūsų tikslo pakeisti žmones mašinomis. 1960-aisiais Amerikos universitetuose buvo įkurtos pirmosios dirbtinio intelekto laboratorijos, o 1968 metais Stanfordo tyrimų institute buvo sukurtas pirmasis išmanusis mobilusis robotas ant ratų Shakey, aprūpintas kompiuterine vizija, galinčia atpažinti aplinką. aplinką ir kryptingai joje judėti.
„Shakey Robot“ (1968 m.)
1973 metais Japonijoje Vasedos universitete buvo paleistas pirmasis modernus humanoidas Wabot-1. Expo 85 parodoje Vabot grojo elektroniniais vargonais, o 2003 metų rugpjūčio 22 dieną japonų robotas humanoidas Asimo (ASIMO) padėjo gėlių Prahoje prie Karelo Čapeko biusto.
Asimo v 2000 colių Waco Fundamental Research Center robotas buvo sukurtas Japonijoje Honda Corporation ir ilgą laiką buvo garsiausias humanoidinis robotas pasaulyje.
Robotas WABOT-1 (1973)
Robotas WABOT-2 (1984 m.)
Asimo robotas atnešė chrizantemas ant žodžio „robotas“ kūrėjo, čekų rašytojo Karelio Čapeko (2003) biusto.
Šiais laikais yra labai daug aptarnaujančių robotų, tokių kaip robotai dulkių siurbliai, vejapjovės, robotai melžimo mašinos ir daugybė kitų robotų pasiekimais paremtų įrenginių.
Iš robotikos atsirado tarpdisciplininė inžinerijos sritis – mechatronika, nes daug inovatyvių sprendimų pirmiausia buvo išrasta ir įdiegta kuriant robotus, o vėliau pradėti naudoti kitose mašinose ir mechanizmuose.
Žodį „mechatronika“ 1969 m. pirmą kartą pavartojo Japonijos bendrovės „Yaskawa“ inžinierius Tekuro Mori. Mechatronika – tai visiškos mechanikos, elektros mašinų, elektronikos, mikroprocesorių ir programinės įrangos integravimo siekis.
Daugiau informacijos apie mechatroniką rasite čia:Kas yra mechatronika, mechatroniniai elementai, moduliai, mašinos ir sistemos