Stručná história robotiky

Automatizácia, robotika, plne autonómne výrobné linky, robotické vozidlá, stále výkonnejšie počítačové technológie. Obrábacie stroje, riadiace systémy, rozpoznávacie systémy sa neustále zdokonaľujú, zvyšuje sa výkon výpočtových jednotiek.

Umelé stroje sú čoraz zložitejšie a všadeprítomné takmer v každom odvetví ľudskej činnosti, od výroby po medicínu, od riadenia dopravy až po zábavný priemysel.

Tento článok je o histórii robotiky, disciplíne, ktorá pomáha ľuďom riešiť ich problémy, uľahčuje prácu a zvyšuje produktivitu.

Robotika je v súčasnosti jednou z najprogresívnejších technológií, ktorá vďaka intelektuálnej aktivite celých generácií vynálezcov, konštruktérov, inžinierov a technikov dosiahla nebývalé výšky vo svojom vývoji.

Výroba 3-valcového motora v závode Opel

Ľudské a zvieracie napodobeniny

Pri pohľade do minulosti (a v konečnom dôsledku aj do súčasnosti) sa nemožno ubrániť dojmu, že ľudia zúfalo chceli vytvoriť umelú bytosť, ktorá by pre ňu automaticky vykonávala nudné, ťažké, nebezpečné či nežiaduce akcie.

Rozvoj mechanizácie, automatizácie a robotiky prebieha postupne. S rozvojom technológie sa objavili prvé napodobeniny ľudí alebo mechanické formy zvierat. Príklady mechanických napodobenín zvierat uvádza literatúra pred začiatkom nášho letopočtu.

Renesančný génius Leonardo da Vinci (1495) je spojený so stvorením mechanického rytiera. Známe sú aj mechanické napodobeniny ľudí (androidov) od švajčiarskych majstrov Jaquet-Droz (18. storočie). Ich automatický pisár (kaligraf) dokázal napísať pár viet perom a veľmi dobre napodobňoval človeka.

Mechanický robot "Calligraph" od hodinára Pierra Jacquet-Droza (1772)

Po ére mechaniky prispela k vývoju robotov elektrotechnika a potom výpočtová technika. Rok 1920 bol míľnikom v robotike.

Čapkovi roboti ako bytosti s umelou inteligenciou

V roku 1920 napísal Karel Čapek hru „RUR“ s podtitulom „Rossumovi univerzálni roboti“. Premiéra hry sa konala začiatkom roku 1921 a prvýkrát v nej bolo použité slovo „robot“, ktoré sa stalo známym vo všetkých jazykoch sveta. Kniha RUR bola preložená do viac ako tridsiatich jazykov vrátane esperanta.

Minulý rok malo slovo „robot“ 100 rokov a tento rok je to 100 rokov, čo bola hraná prvá hra Karla Čapka „RUR“.

Obal knihy sci-fi hry „RUR“, ktorú napísal Karel Čapek v roku 1920.

Slovo robot je snáď jediné české slovo, ktoré sa vo svojej neskazenej podobe používa na celom svete.Získalo si takú obľubu, že Karel Čapek neskôr uznal za vhodné tvrdiť, že skutočným „vynálezcom“ slova „robot“ bol jeho brat Josef.

Karel pôvodne chcel pre postavy v hre RUR použiť slovo „labor“ z anglického „labor“. Takže dnes máme slovo robot používané v každej sci-fi súvisiacej s typicky slovanským slovom robot.

Čapkovi roboti nie sú mechanické náhrady človeka, sú to umelé bytosti vytvorené zo syntetickej organickej hmoty a disponujúce ľudskou inteligenciou. V skutočnosti sú rovnakí ako moderní androidi, kyborgovia a replikanti.

PROJEKT WABOT-HOUSE (2002)

Definícia robota a robotiky

Ako to už vo vede a technike býva, je potrebné definovať význam slova robot, pôvodne sa robot chápal ako jednoduchý stroj, pozri napríklad Encyclopedia Britannica z roku 1947, ktorá uvádza gyroskopický stabilizátor pre dráhu lietadla, resp. loď ako príklad robota .

V roku 1941 spisovateľ Isaac Asimov prvýkrát použil slovo robotika a sformuloval tri základné zákony robotiky, ktoré predstavujú základné požiadavky na vývoj a používanie robotov.

Zákony robotiky Isaaca Asimova

Robot je najčastejšie chápaný ako počítačom riadený integrovaný systém schopný autonómne a cielene interagovať s reálnym prostredím v súlade s pokynmi človeka.

Táto definícia je doplnená o ďalšie podmienky, ktoré určujú definíciu robota, napríklad schopnosť vnímať a rozpoznávať prostredie, komunikovať s ľuďmi v umelom alebo prirodzenom jazyku atď.

Robotika ako vedná a technická disciplína je veda o robotoch, ich návrhu, výrobe a aplikácii.Robotika úzko súvisí s elektronikou, mechanikou a softvérom.

Pojmy a definície: Roboty a robotické zariadenia

Zdá sa, že konečným cieľom robotiky je skutočne postaviť stroj, ktorý takmer nahradí ľudí, vrátane ich inteligencie.

V roku 1997 počítač porazil úradujúceho majstra sveta v šachu. V tom istom roku vznikla medzinárodná súťaž RoboCup s nasledovným cieľom (snom) v preambule: "Do polovice 21. storočia jedenásť plne autonómnych humanoidov porazí úradujúceho futbalového šampióna podľa oficiálnych pravidiel FIFA." Cieľ sa zdá byť hlúpy, ale podobne ako v prípade dobytia Mesiaca, aj cesta k tomuto cieľu môže mať množstvo „sekundárnych“, no významných výsledkov.

RoboCup (2017)

Humanoidný robot ASIMO sa primárne používa na reklamné účely a na propagáciu robotiky

Humanoidný robot (android) je robot s ľudskou podobou. Keďže mnoho robotov v sci-fi vyzerá ako človek, pre väčšinu ľudí môže byť predvoleným robotom humanoidný robot.

Na druhej strane nemožno tvrdiť, že všetky roboty, ktoré musia v reálnom svete vykonávať nejaké úlohy, musia byť nevyhnutne humanoidné roboty, napríklad lietadlá tiež nevyzerajú ako vtáky. Požadované funkcie pre robota by mali určovať jeho optimálny vzhľad.

Priemyselné roboty

Jedným z týchto výsledkov, bez ktorých si najmä už teraz nemožno predstaviť výrobu automobilov, sú priemyselné roboty, ktorých definícia už bola uvedená, ISO 8373: 2012, vo všeobecnom preklade: „priemyselný robot: Automatické riadenie , preprogramovaný, rekonfigurovateľný manipulátor programovateľný v troch alebo viacerých stupňoch pohybu, ktorý môže byť buď trvalo inštalovaný, alebo premiestnený pre aplikácie priemyselnej automatizácie. «

Prvé priemyselné roboty Unimate a Versatran boli skonštruované a uvedené do prevádzky v USA v rokoch 1960 až 1962. Išlo o pomerne ťažké stroje s malým počtom riadených osí s hydraulickým a elektrohydraulickým pohonom. Ich programovanie a riadenie bolo založené na analógovej technológii.

NServth skutočný v histórii používateľského rozhrania priemyselný robot Unimate

Prvý priemyselný robot využívajúci na riadenie mikroprocesor sa objavil v roku 1974. V Európe to bol úspešný robot Asea IRB 6.

Robot mal manipulátor v podobe antropomorfnej konštrukcie ramena, päť ovládateľných osí s elektrickými pohonmi a nosnosť 6 kg. Napriek pomerne jednoduchej koncepcii ovládania sa dá použiť aj na oblúkové zváranie a povrchovú úpravu. Tento robot sa vyrábal v rokoch 1975 až 1992, celkovo sa ich vyrobilo takmer 2 000 kusov.

Priemyselné roboty ASEA (zľava doprava: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, rozvádzač ABB S3)

Robot ASEA IRB 6 na švédskej poštovej známke z roku 1984.

V nasledujúcich rokoch sa mechanika priemyselných robotov zdokonaľovala a sortiment výrobkov sa rozširoval, najmä nosnosť — od robotov na prácu s malými dielmi až po roboty s nosnosťou okolo 1000 kg.

Začali sa vybavovať aj priemyselné roboty počítačového videnia a ďalšie inteligentné senzory. Zásadná zmena však nastala v spôsobe jeho ovládania a programovania, čo umožňuje využitie 3D CAD techník a programovanie interaktívnych robotov.

Najnovším trendom sú kolaboratívne priemyselné roboty (coboty), ktoré poskytujú kontakt človek-robot a rešpektujú prvý zákon robotiky „robot nesmie ublížiť človeku“.Zmena nastala aj v spôsobe ovládania a programovania, čo umožňuje využitie 3D CAD metód a programovanie interaktívnych robotov.

Podľa štatistík Medzinárodnej federácie robotiky bolo len v roku 2018 uvedených do prevádzky 76 000 nových priemyselných robotov.

Moderný kolaboratívny robot Cobot UR5. Kolaboratívne roboty (coboty) môžu vďaka svojim senzorom interagovať priamo a bezpečne s ľuďmi.

Viac o moderných priemyselných robotoch:

Klasifikácia priemyselných robotov

Zabezpečenie bezpečnosti pri používaní priemyselných robotov

Priemyselné roboty a výhody ich implementácie vo výrobe, význam robotiky

Roboty a umelá inteligencia

Ale späť k nášmu cieľu nahradiť ľudí strojmi. V 60. rokoch vznikli na amerických univerzitách prvé laboratóriá umelej inteligencie a v roku 1968 na Stanfordskom výskumnom inštitúte vznikol prvý inteligentný mobilný robot na kolesách Shakey vybavený počítačovým videním, ktorý dokázal rozpoznávať prostredie. prostredí a cieľavedome sa v ňom pohybovať.

Shakey Robot (1968)

V roku 1973 bol v Japonsku na Waseda University vypustený prvý moderný humanoid Wabot-1. Na Expo 85 hral Vabot na elektronický organ a 22. augusta 2003 japonský humanoidný robot Asimo (ASIMO) položil v Prahe kvety k buste Karla Čapka.

Robot Asimo v 2000 palcový Waco Fundamental Research Center bol vytvorený v Japonsku spoločnosťou Honda Corporation a po dlhú dobu to bol najznámejší humanoidný robot na svete.

Robot WABOT-1 (1973)

Robot WABOT-2 (1984)

Asimov robot priniesol chryzantémy na bustu tvorcu slova „robot“, českého spisovateľa Karla Čapka (2003)

V súčasnosti existuje veľké množstvo servisných robotov ako sú robotické vysávače, kosačky na trávu, robotické dojacie stroje a mnohé ďalšie zariadenia založené na výdobytkoch robotiky.

Z robotiky vzišla interdisciplinárna oblasť strojárstva – mechatronika, keďže mnohé inovatívne riešenia boli najskôr vynájdené a implementované pri tvorbe robotov, a potom sa začali využívať aj v iných strojoch a mechanizmoch.

Slovo „mechatronika“ prvýkrát použil Tekuro Mori, inžinier japonskej spoločnosti Yaskawa, v roku 1969. Mechatronika je snaha o úplnú integráciu mechaniky, elektrických strojov, elektroniky, mikroprocesorov a softvéru.

Viac informácií o mechatronike nájdete tu:Čo je mechatronika, mechatronické prvky, moduly, stroje a systémy