En kort historia om robotik

Automation, robotteknik, helt autonoma produktionslinjer, robotfordon, allt kraftfullare datorteknik. Verktygsmaskiner, styrsystem, igenkänningssystem förbättras ständigt, beräkningsenheternas prestanda ökar.

Människotillverkade maskiner blir allt mer komplexa och genomgripande inom nästan alla grenar av mänsklig verksamhet, från tillverkning till medicin, från trafikledning till underhållningsindustrin.

Den här artikeln handlar om robotikens historia, en disciplin som hjälper människor att lösa sina problem, göra arbetet lättare och öka produktiviteten.

Nuförtiden är robotik en av de mest progressiva teknologierna, som har nått oöverträffade höjder i sin utveckling tack vare den intellektuella aktiviteten hos hela generationer av uppfinnare, designers, ingenjörer och tekniker.

Tillverkning av en 3-cylindrig motor vid Opels fabrik

Människo- och djurimitationer

Om man ser in i det förflutna (och i slutändan in i nuet) kan man inte undvika intrycket av att människor desperat ville skapa en konstgjord varelse som automatiskt skulle utföra tråkiga, svåra, farliga eller oönskade handlingar för den.

Utvecklingen av mekanisering, automation och robotik sker gradvis. När tekniken utvecklades dök de första imitationerna av människor eller mekaniska former av djur upp. Exempel på mekaniska imitationer av djur ges i litteraturen före vår tideräknings början.

Renässansgeniet Leonardo da Vinci (1495) förknippas med skapandet av den mekaniska riddaren. Mekaniska imitationer av människor (androider) av de schweiziska mästarna Jaquet-Droz (1700-talet) är också kända. Deras automatiska skrivare (kalligraf) kunde skriva några meningar med en penna och efterliknade en människa mycket väl.

Mekanisk robot "Calligraph" av urmakaren Pierre Jacquet-Droz (1772)

Efter mekanikens era bidrog elektroteknik och sedan datorteknik till utvecklingen av robotar. 1920 var en milstolpe inom robotik.

Čapeks robotar som varelser med artificiell intelligens

1920 skrev Karel Čapek en pjäs "RUR" med undertiteln "Rossum's Universal Robots". Premiären av pjäsen ägde rum i början av 1921 och för första gången användes ordet "robot", som blev känt på alla världens språk. Boken RUR har översatts till mer än trettio språk inklusive esperanto.

Förra året fyllde ordet "robot" 100 år och i år är det 100 år sedan Karel Čapeks första pjäs "RUR" spelades.

Bokomslag till science fiction-pjäsen "RUR" skriven av Karel Čapek 1920.

Ordet robot är kanske det enda tjeckiska ord som används över hela världen i sin oförstörda form.Den blev så populär att Karel Čapek senare såg det lämpligt att hävda att den verklige "uppfinnaren" av ordet "robot" var hans bror Josef.

Karel ville ursprungligen använda ordet "labor" från engelskan "labor" för karaktärerna i RUR-spelet. Så idag har vi ordet robot som används i varje science fiction relaterad till det typiskt slaviska ordet robot.

Čapeks robotar är inte mekaniska ersättningar för människor, de är konstgjorda varelser skapade av syntetiskt organiskt material och som besitter mänsklig intelligens. I själva verket är de samma som moderna androider, cyborgs och replikanter.

WABOT-HOUSE-PROJEKT (2002)

Definition av robot och robotik

Som är vanligt inom vetenskap och teknik är det nödvändigt att definiera innebörden av ordet robot. Ursprungligen uppfattades en robot som en enkel maskin, se till exempel 1947 Encyclopedia Britannica som ger en gyroskopisk stabilisator för loppet av ett flygplan eller en fartyg som ett exempel på en robot.

1941 använde författaren Isaac Asimov först ordet robotik och formulerade tre grundläggande lagar för robotik som representerar de grundläggande kraven för utveckling och användning av robotar.

Isaac Asimovs robotars lagar

En robot förstås oftast som ett datorstyrt integrerat system som kan autonomt och målmedvetet interagera med en verklig miljö i enlighet med mänskliga instruktioner.

Denna definition kompletteras med andra villkor som bestämmer definitionen av en robot, till exempel förmågan att uppfatta och känna igen omgivningen, kommunicera med människor på konstgjort eller naturligt språk etc.

Robotik som en vetenskaplig och teknisk disciplin är vetenskapen om robotar, deras design, tillverkning och tillämpning.Robotik är nära besläktat med elektronik, mekanik och mjukvara.

Termer och definitioner: Robotar och robotenheter

Det verkar som att det ultimata målet med robotik verkligen är att bygga en maskin som nästan kommer att ersätta människor, inklusive deras intelligens.

1997 besegrade en dator den regerande världsmästaren i schack. Samma år skapades den internationella tävlingen RoboCup med följande mål (dröm) i ingressen: "Vid mitten av 2000-talet kommer elva helt autonoma humanoider att besegra den regerande fotbollsmästaren enligt FIFAs officiella regler." Målet verkar fånigt, men som i fallet med att erövra månen kan vägen till detta mål ha ett antal "sekundära" men betydande resultat.

RoboCup (2017)

ASIMO humanoid-robot används främst i reklamsyfte och för att främja robotik

En humanoid robot (android) är en robot med en mänsklig form. Eftersom många robotar inom science fiction ser mänskliga ut, kan en humanoid robot vara standardroboten för de flesta.

Å andra sidan går det inte att hävda att alla robotar som måste utföra vissa uppgifter i den verkliga världen nödvändigtvis måste vara humanoida robotar, till exempel ser inte flygplan ut som fåglar heller. De nödvändiga funktionerna för roboten bör avgöra dess optimala utseende.

Industrirobotar

Ett av dessa resultat, utan vilket det i synnerhet redan är omöjligt att föreställa sig tillverkningen av bilar, är industrirobotar, vars definition redan har givits, ISO 8373: 2012, i allmän översättning: "industrirobot: Automatisk kontroll , omprogrammerad, en omkonfigurerbar manipulator programmerbar i tre eller fler rörelsegrader som antingen kan installeras permanent eller flyttas för industriella automationsapplikationer. «

De första industrirobotarna, Unimate och Versatran, byggdes och togs i bruk i USA mellan 1960 och 1962. Det var relativt tunga maskiner med ett litet antal kontrollerade axlar med hydrauliska och elektrohydrauliska drivningar. Deras programmering och styrning baserades på analog teknik.

NServth verkliga i historien användargränssnitt industrirobot Unimate

Den första industriroboten som använder en mikroprocessor för styrning dök upp 1974. I Europa var det den framgångsrika Asea IRB 6-roboten.

Roboten hade en manipulator i form av en antropomorf armstruktur, fem styrbara axlar med elektriska drivningar och en lastkapacitet på 6 kg. Trots det relativt enkla styrkonceptet kan den även användas för bågsvetsning och ytbehandling. Denna robot tillverkades från 1975 till 1992, med totalt nästan 2 000 tillverkade.

ASEA industrirobotar (från vänster till höger: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, ABB S3 styrskåp)

ASEA IRB 6 robot på ett svenskt frimärke från 1984.

Under de följande åren förbättrades industrirobotarnas mekanik och produktsortimentet utökades, framför allt lastkapaciteten — från robotar för att arbeta med smådelar till robotar med en lastkapacitet på cirka 1000 kg.

Industrirobotar började också utrustas med datorsyn och andra smarta sensorer. Det har dock skett en stor förändring i hur det styrs och programmeras, vilket möjliggör användning av 3D CAD-tekniker och programmering av interaktiva robotar.

Den senaste trenden är kollaborativa industrirobotar (cobots) som ger människa-robot-kontakt och respekterar robotikens första lag "en robot får inte skada en människa".En förändring har också skett i sättet att styra och programmera, vilket möjliggör användning av 3D CAD-metoder och programmering av interaktiva robotar.

Enligt statistik från International Federation of Robotics togs 76 000 nya industrirobotar i drift bara under 2018.

Modern samarbetsrobot Cobot UR5. Tack vare deras sensorer kan kollaborativa robotar (cobots) interagera direkt och säkert med människor.

Mer om moderna industrirobotar:

Klassificering av industrirobotar

Säkerställande av säkerhet vid användning av industrirobotar

Industrirobotar och fördelarna med deras implementering i produktionen, vikten av robotik

Robotar och artificiell intelligens

Men tillbaka till vårt mål att ersätta människor med maskiner. På 1960-talet etablerades de första laboratorierna för artificiell intelligens vid amerikanska universitet, och 1968, vid Stanford Research Institute, skapades den första intelligenta mobila roboten på hjul, Shakey, utrustad med datorseende, som kunde känna igen miljön. miljön och att röra sig målmedvetet i den.

Shakey Robot (1968)

1973 lanserades den första moderna humanoiden Wabot-1 i Japan vid Waseda University. På Expo 85 spelade Vabot en elektronisk orgel, och den 22 augusti 2003 lade den japanska humanoidroboten Asimo (ASIMO) blommor i Prag vid bysten av Karel Čapek.

Asimo v 2000 tums Waco Fundamental Research Center-robot skapades i Japan av Honda Corporation och var länge den mest kända humanoida roboten i världen.

Robot WABOT-1 (1973)

Robot WABOT-2 (1984)

Asimos robot förde krysantemum till bysten av skaparen av ordet "robot", den tjeckiske författaren Karel Čapek (2003)

Nuförtiden finns det ett stort antal servicerobotar som robotdammsugare, gräsklippare, robotmjölksmaskiner och många andra enheter baserade på robotiks prestationer.

Från robotik kom det tvärvetenskapliga teknikområdet - mekatronik, eftersom många innovativa lösningar först uppfanns och implementerades i skapandet av robotar, och sedan började användas i andra maskiner och mekanismer.

Ordet "mekatronik" användes först av Tekuro Mori, ingenjör på det japanska företaget Yaskawa, 1969. Mekatronik är strävan efter fullständig integration av mekanik, elektriska maskiner, elektronik, mikroprocessorer och mjukvara.

För mer information om mekatronik, se här:Vad är mekatronik, mekatroniska element, moduler, maskiner och system