Īsa robotikas vēsture
Automatizācija, robotika, pilnībā autonomas ražošanas līnijas, robotizēti transportlīdzekļi, arvien jaudīgākas datortehnoloģijas. Darbgaldi, vadības sistēmas, atpazīšanas sistēmas tiek nepārtraukti pilnveidotas, palielinās skaitļošanas vienību veiktspēja.
Cilvēka radītās mašīnas kļūst arvien sarežģītākas un izplatītākas gandrīz visās cilvēka darbības nozarēs, sākot no ražošanas līdz medicīnai, no satiksmes vadības līdz izklaides industrijai.
Šis raksts ir par robotikas vēsturi — disciplīnu, kas palīdz cilvēkiem atrisināt viņu problēmas, atvieglojot darbu un palielinot produktivitāti.
Mūsdienās robotika ir viena no progresīvākajām tehnoloģijām, kas, pateicoties veselu izgudrotāju, dizaineru, inženieru un tehniķu paaudžu intelektuālajai darbībai, ir sasniegusi vēl nebijušus augstumus savā attīstībā.
3 cilindru dzinēja ražošana Opel rūpnīcā
Cilvēku un dzīvnieku imitācijas
Skatoties pagātnē (un galu galā arī tagadnē), nevar izvairīties no iespaida, ka cilvēki izmisīgi vēlējās radīt mākslīgu radījumu, kas automātiski veiktu garlaicīgas, grūtas, bīstamas vai nevēlamas darbības tās labā.
Mehanizācijas, automatizācijas un robotikas attīstība notiek pakāpeniski. Tehnoloģijām attīstoties, parādījās pirmie cilvēku imitācijas jeb mehāniskās dzīvnieku formas. Dzīvnieku mehāniskās imitācijas piemēri ir doti literatūrā pirms mūsu ēras sākuma.
Renesanses ģēnijs Leonardo da Vinči (1495) ir saistīts ar mehāniskā bruņinieka radīšanu. Ir zināmas arī Šveices meistaru Žakē-Droza (18. gs.) mehāniskās cilvēku (anroīdu) imitācijas. Viņu automātiskais rakstnieks (kaligrāfs) spēja uzrakstīt dažus teikumus ar pildspalvu un ļoti labi atdarināja cilvēku.
Pulksteņmeistara Pjēra Žakē-Droza mehāniskais robots "Kaligrāfs" (1772)
Pēc mehānikas laikmeta elektrotehnika un pēc tam datortehnoloģijas veicināja robotu attīstību. 1920. gads bija pagrieziena punkts robotikā.
Čapeka roboti kā būtnes ar mākslīgo intelektu
1920. gadā Karels Čapeks uzrakstīja lugu "RUR" ar apakšvirsrakstu "Rosuma universālie roboti". Lugas pirmizrāde notika 1921. gada sākumā un pirmo reizi tajā tika lietots vārds "robots", kas kļuva pazīstams visās pasaules valodās. Grāmata RUR ir tulkota vairāk nekā trīsdesmit valodās. , tostarp esperanto.
Pērn vārdam "robots" apritēja 100 gadi, un šogad aprit 100 gadi kopš Karela Čapeka pirmās lugas "RUR" uzveduma.
Karela Čapeka 1920. gadā sarakstītās zinātniskās fantastikas lugas "RUR" grāmatas vāks.
Vārds robots, iespējams, ir vienīgais čehu vārds, kas tiek lietots visā pasaulē tā nesabojātā formā.Tas ieguva tādu popularitāti, ka Karels Čapeks vēlāk uzskatīja par vajadzīgu apgalvot, ka vārda "robots" īstais "izgudrotājs" ir viņa brālis Jozefs.
Sākotnēji Karels RUR spēles varoņiem vēlējās izmantot vārdu "darbs" no angļu valodas "labour". Tāpēc šodien vārds robots tiek izmantots katrā zinātniskajā fantastikā, kas saistīts ar slāvu vārdu robots.
Čapeka roboti nav mehāniski cilvēku aizstājēji, tie ir mākslīgas būtnes, kas radītas no sintētiskām organiskām vielām un kurām piemīt cilvēka intelekts. Patiesībā tie ir tādi paši kā mūsdienu androīdi, kiborgi un replikanti.
WABOT-HOUSE PROJEKTS (2002)
Robota un robotikas definīcija
Kā jau zinātnē un tehnoloģijās ierasts, ir jādefinē vārda robots nozīme.Sākotnēji robots tika saprasts kā vienkārša mašīna, skat., piemēram, 1947. gada Encyclopedia Britannica, kas dod žiroskopisku stabilizatoru lidmašīnas kursam vai kuģis kā robota piemērs .
1941. gadā rakstnieks Īzaks Asimovs pirmo reizi lietoja vārdu robotika un formulēja trīs robotikas pamatlikumus, kas atspoguļo robotu izstrādes un izmantošanas pamatprasības.
Īzaka Asimova Robotikas likumi
Ar robotu visbiežāk saprot datora vadītu integrētu sistēmu, kas spēj autonomi un mērķtiecīgi mijiedarboties ar reālo vidi saskaņā ar cilvēka norādījumiem.
Šo definīciju papildina citi nosacījumi, kas nosaka robota definīciju, piemēram, spēja uztvert un atpazīt vidi, sazināties ar cilvēku mākslīgā vai dabiskā valodā u.c.
Robotika kā zinātnes un tehnikas disciplīna ir zinātne par robotiem, to projektēšanu, ražošanu un pielietojumu.Robotika ir cieši saistīta ar elektroniku, mehāniku un programmatūru.
Termini un definīcijas: Roboti un robotizētās ierīces
Šķiet, ka robotikas galvenais mērķis patiešām ir izveidot mašīnu, kas gandrīz aizstās cilvēkus, tostarp viņu intelektu.
1997. gadā dators uzveica pasaules šaha čempionu. Tajā pašā gadā tika izveidotas starptautiskas sacensības RoboCup ar šādu mērķi (sapni) preambulā: "Līdz 21. gadsimta vidum vienpadsmit pilnībā autonomi humanoīdi uzvarēs valdošo futbola čempionu saskaņā ar FIFA oficiālajiem noteikumiem." Mērķis šķiet muļķīgs, taču, tāpat kā Mēness iekarošanas gadījumā, ceļā uz šo mērķi var būt vairāki "sekundāri", bet būtiski rezultāti.
RoboCup (2017)
ASIMO humanoīdais robots galvenokārt tiek izmantots reklāmas nolūkos un robotikas popularizēšanai
Humanoīds robots (android) ir robots ar cilvēka formu. Tā kā daudzi zinātniskās fantastikas roboti izskatās kā cilvēki, humanoīds robots var būt noklusējuma robots lielākajai daļai cilvēku.
No otras puses, nevar apgalvot, ka visiem robotiem, kuriem reālajā pasaulē jāveic kādi uzdevumi, noteikti jābūt humanoīdiem robotiem, piemēram, lidmašīnas arī neizskatās pēc putniem. Robotam nepieciešamajām funkcijām jānosaka tā optimālais izskats.
Rūpnieciskie roboti
Viens no šiem rezultātiem, bez kura jo īpaši jau nav iespējams iedomāties automašīnu ražošanu, ir industriālie roboti, kuru definīcija jau ir dota, ISO 8373: 2012, vispārīgā tulkojumā: "rūpnieciskais robots: automātiska vadība , pārprogrammēts, pārkonfigurējams manipulators, kas programmējams trīs vai vairāk kustības pakāpēs, ko var uzstādīt pastāvīgi vai pārvietot rūpnieciskās automatizācijas lietojumprogrammām. «
Pirmie rūpnieciskie roboti Unimate un Versatran tika uzbūvēti un nodoti ekspluatācijā ASV no 1960. līdz 1962. gadam. Tās bija salīdzinoši smagas mašīnas ar nelielu skaitu vadāmu asu ar hidraulisko un elektrohidraulisko piedziņu. To programmēšana un vadība balstījās uz analogo tehnoloģiju.
NServth reāls vēsturē lietotāja interfeiss industriālais robots Unimate
Pirmais rūpnieciskais robots, kas vadīšanai izmantoja mikroprocesoru, parādījās 1974. gadā. Eiropā tas bija veiksmīgais Asea IRB 6 robots.
Robotam bija manipulators antropomorfas rokas konstrukcijas formā, piecas vadāmas asis ar elektriskajām piedziņām un 6 kg kravnesība. Neskatoties uz salīdzinoši vienkāršo vadības koncepciju, to var izmantot arī loka metināšanai un virsmas apstrādei. Šis robots tika ražots no 1975. līdz 1992. gadam, kopā saražojot gandrīz 2000.
ASEA industriālie roboti (no kreisās uz labo: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, ABB S3 vadības skapis)
ASEA IRB 6 robots uz 1984. gada Zviedrijas pastmarkas.
Turpmākajos gados pilnveidojās industriālo robotu mehānika un paplašinājās preču klāsts, īpaši kravnesība — no robotiem darbam ar mazām detaļām līdz robotiem ar kravnesību ap 1000 kg.
Arī rūpnieciskos robotus sāka aprīkot ar datora redze un citi viedie sensori. Tomēr būtiskas izmaiņas ir notikušas tā vadības un programmēšanas veidā, ļaujot izmantot 3D CAD metodes un programmēt interaktīvus robotus.
Jaunākā tendence ir sadarbības industriālie roboti (koboti), kas nodrošina cilvēka un robota kontaktu un ievēro pirmo robotikas likumu "robots nedrīkst kaitēt cilvēkam".Izmaiņas ir notikušas arī vadības un programmēšanas veidā, kas ļauj izmantot 3D CAD metodes un programmēt interaktīvus robotus.
Saskaņā ar Starptautiskās Robotikas federācijas statistiku 2018. gadā vien ekspluatācijā tika nodoti 76 000 jaunu industriālo robotu.
Mūsdienīgs sadarbības robots Cobot UR5. Pateicoties saviem sensoriem, sadarbības roboti (koboti) var tieši un droši mijiedarboties ar cilvēkiem.
Vairāk par mūsdienu industriālajiem robotiem:
Rūpniecisko robotu klasifikācija
Drošības nodrošināšana, izmantojot industriālos robotus
Industriālie roboti un to ieviešanas ieguvumi ražošanā, robotikas nozīme
Roboti un mākslīgais intelekts
Bet atpakaļ pie mūsu mērķa aizstāt cilvēkus ar mašīnām. 60. gados Amerikas universitātēs tika izveidotas pirmās mākslīgā intelekta laboratorijas, bet 1968. gadā Stenfordas pētniecības institūtā tika izveidots pirmais viedais mobilais robots uz riteņiem Shakey, kas aprīkots ar datorredzi, kas spēja atpazīt vidi. vidi un mērķtiecīgi tajā pārvietoties.
Shakey Robot (1968)
1973. gadā Japānā Vasedas Universitātē tika palaists pirmais modernais humanoīds Wabot-1. Izstādē Expo 85 Vabot spēlēja elektroniskās ērģeles, un 2003. gada 22. augustā japāņu humanoīds robots Asimo (ASIMO) nolika ziedus Prāgā pie Karela Čapeka krūšutē.
Asimo v 2000 collu Waco Fundamental Research Center robotu Japānā radīja korporācija Honda, un ilgu laiku tas bija pasaulē slavenākais humanoīds robots.
Robots WABOT-1 (1973)
Robots WABOT-2 (1984)
Asimo robots atnesa krizantēmas vārda "robots" radītāja, čehu rakstnieka Karela Čapeka (2003) krūšutē.
Mūsdienās ir liels skaits servisa robotu, piemēram, robotizētie putekļsūcēji, zāles pļāvēji, robotizētās slaukšanas mašīnas un daudzas citas ierīces, kuru pamatā ir robotikas sasniegumi.
No robotikas radās starpdisciplinārā inženierzinātņu joma – mehatronika, jo daudzi inovatīvi risinājumi vispirms tika izgudroti un ieviesti robotu radīšanā, bet pēc tam sāka izmantot citās mašīnās un mehānismos.
Vārdu "mehatronika" pirmo reizi lietoja Tekuro Mori, Japānas uzņēmuma Yaskawa inženieris 1969. gadā. Mehatronika ir mehānikas, elektrisko mašīnu, elektronikas, mikroprocesoru un programmatūras pilnīgas integrācijas centieni.
Plašāku informāciju par mehatroniku skatiet šeit:Kas ir mehatronika, mehatroniskie elementi, moduļi, mašīnas un sistēmas