A robotika rövid története
Automatizálás, robotika, teljesen autonóm gyártósorok, robotjárművek, egyre erősebb számítógépes technológiák. A szerszámgépeket, vezérlőrendszereket, felismerőrendszereket folyamatosan fejlesztik, a számítási egységek teljesítménye növekszik.
Az ember alkotta gépek egyre összetettebbé válnak, és az emberi tevékenység szinte minden ágában elterjednek, a gyártástól az orvostudományig, a forgalomirányítástól a szórakoztatóiparig.
Ez a cikk a robotika történetéről szól, egy olyan tudományágról, amely segít az embereknek megoldani problémáikat, megkönnyíti a munkát és növeli a termelékenységet.
Napjainkban a robotika az egyik legfejlettebb technológia, amely feltalálók, tervezők, mérnökök és technikusok egész generációinak szellemi tevékenységének köszönhetően soha nem látott magasságokat ért el fejlődésében.
3 hengeres motor gyártása az Opel gyárban
Ember és állat utánzatok
A múltba (és végső soron a jelenbe) tekintve nem kerülhetjük el azt a benyomást, hogy az emberek kétségbeesetten szerettek volna olyan mesterséges lényt létrehozni, amely automatikusan unalmas, nehéz, veszélyes vagy nem kívánatos cselekedeteket hajt végre érte.
A gépesítés, az automatizálás és a robotika fejlesztése fokozatosan zajlik. A technológia fejlődésével megjelentek az első emberutánzatok vagy az állatok mechanikus formái. Az állatok mechanikus utánzására példákat ad az irodalom korszakunk kezdete előtt.
A reneszánsz zseni Leonardo da Vinci (1495) a mechanikus lovag megalkotásához kötődik. Ismeretesek Jaquet-Droz (XVIII. század) svájci mesterek mechanikus emberutánzatai (androidok). Automatikus írnokuk (kalligráfusuk) tudott néhány mondatot írni tollal, és nagyon jól utánozta az embert.
"Calligraph" mechanikus robot, Pierre Jacquet-Droz órásmester (1772)
A mechanika korszaka után az elektrotechnika, majd a számítástechnika járult hozzá a robotok fejlődéséhez. 1920 mérföldkő volt a robotikában.
Čapek robotjai, mint mesterséges intelligenciával rendelkező lények
1920-ban Karel Čapek írt egy színdarabot "RUR" "Rossum's Universal Robots" alcímmel. A darab premierje 1921 elején volt, és először használták benne a "robot" szót, amely a világ minden nyelvén ismertté vált. A RUR című könyvet több mint harminc nyelvre fordították le. , beleértve az eszperantót is.
Tavaly 100 éves volt a „robot” szó, idén pedig 100 éve, hogy bemutatták Karel Čapek első darabját, a „RUR”-t.
Karel Čapek 1920-ban írt "RUR" című tudományos-fantasztikus színművének borítója.
A robot szó talán az egyetlen cseh szó, amelyet az egész világon használnak romlatlan formájában.Olyan népszerűségre tett szert, hogy Karel Čapek később jónak látta azt állítani, hogy a "robot" szó igazi "feltalálója" testvére, Josef.
Karel eredetileg a "labour" szót akarta használni az angol "labour" szóból a RUR játék szereplőire. Így ma már minden sci-fiben a robot szót használják, ami a tipikusan szláv robot szóhoz kapcsolódik.
Čapek robotjai nem mechanikusan helyettesítik az embert, hanem szintetikus szerves anyagokból létrehozott mesterséges lények, amelyek emberi intelligenciával rendelkeznek. Valójában ugyanazok, mint a mai androidok, kiborgok és replikánsok.
WABOT-HÁZ PROJEKT (2002)
A robot és a robotika definíciója
A tudományban és a technológiában megszokott módon meg kell határozni a robot szó jelentését Eredetileg a robotot egyszerű gépként értelmezték, lásd például az 1947-es Encyclopedia Britannica-t, amely giroszkópos stabilizátort ad egy repülőgép vagy egy hajó példaként egy robotra .
1941-ben Isaac Asimov író használta először a robotika szót, és megfogalmazta a robotika három alaptörvényét, amelyek a robotok fejlesztésének és használatának alapvető követelményeit jelentik.
Isaac Asimov: A robotika törvényei
A robot alatt leggyakrabban olyan számítógép által vezérelt integrált rendszert értünk, amely képes autonóm és célirányosan interakcióba lépni a valós környezettel az emberi utasításoknak megfelelően.
Ez a meghatározás kiegészül más feltételekkel, amelyek meghatározzák a robot definícióját, például a környezet észlelésének és felismerésének képessége, az emberrel mesterséges vagy természetes nyelven történő kommunikáció stb.
A robotika, mint tudományos és műszaki tudományág a robotok, tervezésük, gyártásuk és alkalmazásuk tudománya.A robotika szorosan kapcsolódik az elektronikához, a mechanikához és a szoftverekhez.
Kifejezések és meghatározások: Robotok és roboteszközök
Úgy tűnik, hogy a robotika végső célja valóban egy olyan gép megépítése, amely szinte helyettesíti az embereket, beleértve az intelligenciáját is.
1997-ben egy számítógép legyőzte a sakk világbajnokát. Ugyanebben az évben létrehozták a RoboCup nemzetközi versenyt, melynek preambuluma a következő céllal (álom) szerepel: "A 21. század közepéig tizenegy teljesen autonóm humanoid győzi le a regnáló futballbajnokot a FIFA hivatalos szabályai szerint." A cél butaságnak tűnik, de – akárcsak a Hold meghódítása esetében – az ehhez a célhoz vezető útnak számos „másodlagos”, de jelentős eredménye lehet.
RoboCup (2017)
Az ASIMO humanoid robotot elsősorban reklámcélokra és a robotika népszerűsítésére használják
A humanoid robot (android) egy emberi formájú robot. Mivel a sci-fi sok robotja embernek tűnik, a legtöbb ember számára egy humanoid robot lehet az alapértelmezett robot.
Az viszont nem vitatható, hogy minden robotnak, amelynek a való világban valamilyen feladatot el kell látnia, feltétlenül humanoid robotnak kell lennie, például a repülőgépek sem hasonlítanak madarakra. A robothoz szükséges funkciók határozzák meg annak optimális megjelenését.
Ipari robotok
Az egyik ilyen eredmény, amelyek nélkül különösen elképzelhetetlen az autók gyártása, az ipari robotok, amelyek definícióját már megadták, ISO 8373: 2012, általános fordításban: "ipari robot: Automatikus vezérlés , újraprogramozott, három vagy több mozgási fokozatban programozható újrakonfigurálható manipulátor, amely akár állandóan telepíthető, akár áthelyezhető ipari automatizálási alkalmazásokhoz. «
Az első ipari robotokat, az Unimate-et és a Versatran-t 1960 és 1962 között az Egyesült Államokban építették és állították üzembe. Ezek viszonylag nehéz gépek voltak, kevés számú vezérelt tengellyel, hidraulikus és elektrohidraulikus hajtásokkal. Programozásuk és vezérlésük analóg technológián alapult.
NServth valós történelem felhasználói felület ipari robot Unimate
1974-ben jelent meg az első ipari robot, amely mikroprocesszort használ a vezérléshez. Európában ez a sikeres Asea IRB 6 robot volt.
A robot egy antropomorf kar szerkezetű manipulátorral, öt vezérelhető tengellyel, elektromos meghajtással és 6 kg teherbírással rendelkezett. A viszonylag egyszerű vezérlési koncepció ellenére ívhegesztésre és felületkezelésre is használható. Ezt a robotot 1975 és 1992 között gyártották, összesen csaknem 2000 darabot.
ASEA ipari robotok (balról jobbra: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, ABB S3 vezérlőszekrény)
ASEA IRB 6 robot egy 1984-es svéd postabélyegen.
A következő években javult az ipari robotok mechanikája, bővült a termékpaletta, különösen a teherbírás – az apró alkatrészekkel dolgozó robotoktól a mintegy 1000 kg teherbírású robotokig.
Az ipari robotokat is elkezdték felszerelni számítógépes látás és más intelligens érzékelők. Azonban jelentős változás történt a vezérlés és a programozás módjában, lehetővé téve a 3D CAD technikák használatát és az interaktív robotok programozását.
A legújabb trend a kollaboratív ipari robotok (kobotok), amelyek ember-robot kapcsolatot biztosítanak, és tiszteletben tartják a robotika első törvényét: „a robot nem árthat az embernek”.Változás történt az irányítás és a programozás módjában is, amely lehetővé teszi a 3D CAD módszerek alkalmazását és az interaktív robotok programozását.
A Nemzetközi Robotika Szövetség statisztikái szerint csak 2018-ban 76 000 új ipari robotot helyeztek üzembe.
Modern kollaboratív robot Cobot UR5. Érzékelőiknek köszönhetően az együttműködő robotok (kobotok) közvetlenül és biztonságosan léphetnek kapcsolatba az emberekkel.
További információ a modern ipari robotokról:
A biztonság biztosítása ipari robotok használatakor
Ipari robotok és megvalósításuk előnyei a gyártásban, a robotika jelentősége
Robotok és mesterséges intelligencia
De térjünk vissza célunkhoz, hogy az embereket gépekre cseréljük. Az 1960-as években amerikai egyetemeken hozták létre az első mesterséges intelligencia laboratóriumokat, majd 1968-ban a Stanford Research Institute-ban megalkották az első intelligens, kerekeken mozgó robotot, a számítógépes látással felszerelt Shakey-t, amely képes volt felismerni a környezetet. környezetet és céltudatosan mozogni benne.
Shakey Robot (1968)
1973-ban, Japánban, a Waseda Egyetemen indították útjára az első modern humanoid Wabot-1-et. Az Expo 85-ön Vabot elektronikus orgonán játszott, 2003. augusztus 22-én pedig a japán humanoid robot, Asimo (ASIMO) virágokat helyezett el Prágában Karel Čapek mellszobránál.
Az Asimo v 2000 hüvelykes Waco Fundamental Research Center robotot Japánban hozta létre a Honda Corporation, és sokáig ez volt a világ leghíresebb humanoid robotja.
WABOT-1 robot (1973)
WABOT-2 robot (1984)
Asimo robotja krizantémokat hozott a „robot” szó megalkotójának, Karel Čapek cseh írónak (2003) mellszobra.
Napjainkban nagy számban léteznek olyan kiszolgáló robotok, mint a robotporszívók, fűnyírók, robotfejőgépek és sok más eszköz, amelyek a robotika vívmányaira épülnek.
A robotikából jött az interdiszciplináris mérnöki terület - a mechatronika, mivel számos innovatív megoldást először a robotok létrehozásában találtak ki és valósítottak meg, majd más gépekben és mechanizmusokban kezdték el alkalmazni.
A "mechatronika" szót Tekuro Mori, a japán Yaskawa cég mérnöke használta először 1969-ben. A mechatronika a mechanika, elektromos gépek, elektronika, mikroprocesszorok és szoftverek teljes integrációjára való törekvés.
További információ a mechatronikáról itt:Mi a mechatronika, mechatronikai elemek, modulok, gépek és rendszerek