Lyhyt robotiikan historia

Automaatio, robotiikka, täysin autonomiset tuotantolinjat, robottiajoneuvot, yhä tehokkaammat tietokonetekniikat. Työstökoneita, ohjausjärjestelmiä, tunnistusjärjestelmiä parannetaan jatkuvasti, laskentayksiköiden suorituskyky kasvaa.

Keinotekoiset koneet ovat yhä monimutkaisempia ja yleistyvämpiä lähes kaikilla ihmisen toiminnan aloilla valmistuksesta lääketieteeseen, liikenteenhallinnasta viihdeteollisuuteen.

Tämä artikkeli käsittelee robotiikan historiaa, tieteenalaa, joka auttaa ihmisiä ratkaisemaan ongelmiaan, helpottamaan työtä ja lisäämään tuottavuutta.

Nykyään robotiikka on yksi edistyksellisimmistä teknologioista, joka on saavuttanut kehityksessään ennennäkemättömiä korkeuksia keksijöiden, suunnittelijoiden, insinöörien ja teknikkojen kokonaisten sukupolvien henkisen toiminnan ansiosta.

3-sylinterisen moottorin tuotanto Opelin tehtaalla

Ihmisten ja eläinten jäljitelmiä

Menneisyyteen (ja viime kädessä nykypäivään) katsoessa ei voi välttyä siltä vaikutelmalta, että ihmiset halusivat epätoivoisesti luoda keinotekoisen olennon, joka tekisi sille automaattisesti tylsiä, vaikeita, vaarallisia tai ei-toivottuja toimia.

Mekanisoinnin, automaation ja robotiikan kehitys etenee vähitellen. Tekniikan kehittyessä ensimmäiset ihmisten jäljitelmät tai eläinten mekaaniset muodot ilmestyivät. Esimerkkejä mekaanisista eläinten jäljitelmistä on annettu kirjallisuudessa ennen aikakautemme alkua.

Renessanssin nero Leonardo da Vinci (1495) liittyy mekaanisen ritarin luomiseen. Tunnetaan myös sveitsiläisten mestareiden Jaquet-Drozin (1700-luvulla) mekaanisia jäljitelmiä ihmisistä (androideista). Heidän automaattinen kirjuri (kalligrafi) pystyi kirjoittamaan muutaman lauseen kynällä ja matkii ihmistä erittäin hyvin.

Kelloseppä Pierre Jacquet-Drozin mekaaninen robotti "Calligraph" (1772)

Mekaniikan aikakauden jälkeen sähkötekniikka ja sitten tietokonetekniikka vaikuttivat robottien kehitykseen. Vuosi 1920 oli virstanpylväs robotiikassa.

Čapekin robotit tekoälyn omaavina olentoina

Vuonna 1920 Karel Čapek kirjoitti näytelmän "RUR", jonka alaotsikko oli "Rossumin universaalit robotit". Näytelmän ensi-ilta tapahtui vuoden 1921 alussa ja siinä käytettiin ensimmäistä kertaa sanaa "robotti", joka tuli tunnetuksi kaikilla maailman kielillä. Kirja RUR on käännetty yli kolmellekymmenelle kielelle. , mukaan lukien esperanto.

Viime vuonna sana "robotti" täytti 100 vuotta, ja tänä vuonna tulee kuluneeksi 100 vuotta siitä, kun Karel Čapekin ensimmäinen näytelmä "RUR" esitettiin.

Kirjankansi Karel Čapekin vuonna 1920 kirjoittamasta tieteisnäytelmästä "RUR".

Sana robotti on ehkä ainoa tšekkiläinen sana, jota käytetään kaikkialla maailmassa turmeltumattomassa muodossaan.Se saavutti niin suuren suosion, että Karel Čapek piti myöhemmin sopivana väittää, että sanan "robotti" todellinen "keksijä" oli hänen veljensä Josef.

Karel halusi alun perin käyttää sanaa "labor" englannin sanasta "labour" RUR-pelin hahmoille. Joten nykyään meillä on sana robotti, jota käytetään jokaisessa tieteiskirjallisuudessa, joka liittyy tyypillisesti slaavilaiseen sanaan robotti.

Čapekin robotit eivät ole mekaanisia korvaajia ihmisille, ne ovat keinotekoisia olentoja, jotka on luotu synteettisestä orgaanisesta aineesta ja joilla on ihmisälyä. Itse asiassa ne ovat samoja kuin nykyajan androidit, kyborgit ja replikantit.

WABOT-HOUSE PROJEKTI (2002)

Robotin ja robotiikan määritelmä

Kuten tieteessä ja tekniikassa on tavallista, robotti-sanan merkitys on määriteltävä.Alunperin robotti ymmärrettiin yksinkertaiseksi koneeksi, katso esimerkiksi vuoden 1947 Encyclopedia Britannica, joka antaa gyroskooppisen stabilisaattorin lentokoneen tai lentokoneen kulkua varten. laiva esimerkkinä robotista.

Vuonna 1941 kirjailija Isaac Asimov käytti ensimmäisen kerran sanaa robotiikka ja muotoili kolme robotiikan peruslakia, jotka edustavat robottien kehittämisen ja käytön perusvaatimuksia.

Isaac Asimovin robotiikan lait

Robotti ymmärretään useimmiten tietokoneohjatuksi integroiduksi järjestelmäksi, joka pystyy itsenäisesti ja määrätietoisesti olemaan vuorovaikutuksessa todellisen ympäristön kanssa ihmisen ohjeiden mukaisesti.

Tätä määritelmää täydentävät muut ehdot, jotka määrittävät robotin määritelmän, esimerkiksi kyky havaita ja tunnistaa ympäristö, kommunikoida ihmisten kanssa keinotekoisella tai luonnollisella kielellä jne.

Robotiikka tieteen ja tekniikan alana on tiedettä roboteista, niiden suunnittelusta, valmistuksesta ja soveltamisesta.Robotiikka liittyy läheisesti elektroniikkaan, mekaniikkaan ja ohjelmistoihin.

Termit ja määritelmät: Robotit ja robottilaitteet

Näyttää siltä, ​​että robotiikan perimmäinen tavoite on todellakin rakentaa kone, joka melkein korvaa ihmiset, mukaan lukien heidän älykkyytensä.

Vuonna 1997 tietokone voitti hallitsevan shakin maailmanmestarin. Samana vuonna luotiin kansainvälinen RoboCup-kilpailu, jonka johdanto-osassa oli seuraava tavoite (unelma): "2000-luvun puoliväliin mennessä yksitoista täysin autonomista humanoidia kukistaa hallitsevan jalkapallomestarin FIFA:n virallisten sääntöjen mukaisesti." Tavoite vaikuttaa typerältä, mutta, kuten kuun valloittamisen tapauksessa, polulla tähän tavoitteeseen voi olla useita "toissijaisia", mutta merkittäviä tuloksia.

RoboCup (2017)

ASIMO humanoidirobottia käytetään ensisijaisesti mainostarkoituksiin ja robotiikan edistämiseen

Humanoidirobotti (android) on ihmisen muotoinen robotti. Koska monet tieteiskirjallisuuden robotit näyttävät ihmisiltä, ​​humanoidirobotti voi olla useimpien ihmisten oletusrobotti.

Toisaalta ei voida väittää, että kaikkien robottien, joiden on suoritettava joitain tehtäviä todellisessa maailmassa, on välttämättä oltava humanoidirobotteja, esimerkiksi lentokoneet eivät myöskään näytä linnuilta. Robotilta vaadittavien toimintojen tulee määrittää sen optimaalinen ulkonäkö.

Teollisuusrobotit

Yksi näistä tuloksista, joita ilman autojen tuotantoa on jo mahdotonta kuvitella, ovat teollisuusrobotit, joiden määritelmä on jo annettu, ISO 8373: 2012, yleiskäännös: "teollinen robotti: Automaattinen ohjaus , uudelleenohjelmoitu, uudelleenkonfiguroitava manipulaattori, joka voidaan ohjelmoida kolmeen tai useampaan liikeasteeseen ja joka voidaan joko asentaa pysyvästi tai siirtää teollisuusautomaatiosovelluksia varten. «

Ensimmäiset teollisuusrobotit, Unimate ja Versatran, rakennettiin ja otettiin käyttöön Yhdysvalloissa vuosina 1960-1962. Nämä olivat suhteellisen raskaita koneita, joissa oli pieni määrä ohjattuja akseleita hydraulisilla ja sähköhydraulisilla käyttövoimalla. Niiden ohjelmointi ja ohjaus perustuivat analogiseen tekniikkaan.

NServth todellinen historiassa käyttöliittymä teollisuusrobotti Unimate

Ensimmäinen teollisuusrobotti, joka käyttää ohjaukseen mikroprosessoria, ilmestyi vuonna 1974. Euroopassa se oli menestynyt Asea IRB 6 -robotti.

Robotissa oli antropomorfisen varsirakenteen muodossa oleva manipulaattori, viisi ohjattavaa sähkökäyttöistä akselia ja kantavuus 6 kg. Suhteellisen yksinkertaisesta ohjauskonseptista huolimatta sitä voidaan käyttää myös kaarihitsaukseen ja pintakäsittelyyn. Tätä robottia valmistettiin vuosina 1975-1992, ja niitä valmistettiin yhteensä lähes 2000 kappaletta.

ASEA teollisuusrobotit (vasemmalta oikealle: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, ABB S3 ohjauskaappi)

ASEA IRB 6 -robotti vuoden 1984 ruotsalaisessa postimerkissä.

Seuraavina vuosina teollisuusrobottien mekaniikka parani ja tuotevalikoima laajeni, erityisesti kantavuus — pienten osien kanssa työskentelyyn tarkoitetuista roboteista noin 1000 kg:n kantavuuteen.

Myös teollisuusrobotteja alettiin varustaa konenäkö ja muut älykkäät anturit. Sen ohjaus- ja ohjelmointitavassa on kuitenkin tapahtunut suuri muutos, mikä mahdollistaa 3D CAD -tekniikoiden käytön ja interaktiivisten robottien ohjelmoinnin.

Uusin trendi ovat yhteistyössä toimivat teollisuusrobotit (kobotit), jotka tarjoavat ihmisen ja robotin välisen yhteyden ja kunnioittavat robotiikan ensimmäistä lakia "robotti ei saa vahingoittaa ihmistä".Myös ohjauksen ja ohjelmoinnin tavassa on tapahtunut muutos, joka mahdollistaa 3D CAD -menetelmien käytön ja interaktiivisten robottien ohjelmoinnin.

Kansainvälisen robotiikan liiton tilastojen mukaan pelkästään vuonna 2018 otettiin käyttöön 76 000 uutta teollisuusrobottia.

Moderni yhteistyörobotti Cobot UR5. Antureidensa ansiosta yhteistyörobotit (kobotit) voivat olla vuorovaikutuksessa suoraan ja turvallisesti ihmisten kanssa.

Lisää nykyaikaisista teollisuusroboteista:

Teollisuusrobottien luokittelu

Turvallisuuden varmistaminen teollisuusrobotteja käytettäessä

Teollisuusrobotit ja niiden käyttöönoton hyödyt tuotannossa, robotiikan merkitys

Robotit ja tekoäly

Mutta takaisin tavoitteeseemme korvata ihmiset koneilla. 1960-luvulla amerikkalaisiin yliopistoihin perustettiin ensimmäiset tekoälylaboratoriot, ja vuonna 1968 Stanfordin tutkimusinstituutissa luotiin ensimmäinen älykäs pyörillä varustettu liikkuva robotti Shakey, joka oli varustettu tietokonenäöllä ja pystyi tunnistamaan ympäristön. ympäristöön ja liikkua siinä määrätietoisesti.

Shakey Robot (1968)

Vuonna 1973 ensimmäinen moderni humanoidi Wabot-1 laukaistiin Japanissa Wasedan yliopistossa. Expo 85:ssä Vabot soitti elektronisia urkuja, ja 22. elokuuta 2003 japanilainen humanoidirobotti Asimo (ASIMO) laski kukkia Prahassa Karel Čapekin rintakuvan luo.

Asimo v 2000 tuuman Waco Fundamental Research Center -robotin loi Japanissa Honda Corporation ja se oli pitkään maailman kuuluisin humanoidirobotti.

Robotti WABOT-1 (1973)

Robotti WABOT-2 (1984)

Asimon robotti toi krysanteemit sanan "robotti" luojan, tšekkiläisen kirjailijan Karel Čapekin (2003) rintakuvaan

Nykyään on olemassa suuri määrä palvelurobotteja, kuten robottipölynimureita, ruohonleikkureita, robottilypsykoneita ja monia muita robotiikan saavutuksiin perustuvia laitteita.

Robotiikasta syntyi monitieteinen tekniikan ala - mekatroniikka, koska monet innovatiiviset ratkaisut keksittiin ja toteutettiin ensin robottien luomisessa, minkä jälkeen niitä alettiin käyttää muissa koneissa ja mekanismeissa.

Sanaa "mekatroniikka" käytti ensimmäisen kerran japanilaisen Yaskawan insinööri Tekuro Mori vuonna 1969. Mekatroniikka on mekaniikan, sähkökoneiden, elektroniikan, mikroprosessorien ja ohjelmistojen täydellinen integrointi.

Katso lisätietoja mekatroniikasta täältä:Mitä on mekatroniikka, mekatroniikkaelementit, moduulit, koneet ja järjestelmät