Lühike robootika ajalugu

Automatiseerimine, robootika, täielikult autonoomsed tootmisliinid, robotsõidukid, üha võimsamad arvutitehnoloogiad. Tööpinke, juhtimissüsteeme, tuvastussüsteeme täiustatakse pidevalt, arvutusüksuste jõudlus suureneb.

Inimtekkelised masinad muutuvad üha keerukamaks ja levivad peaaegu igas inimtegevuse harus, alates tootmisest kuni meditsiinini, liikluskorraldusest kuni meelelahutustööstuseni.

See artikkel räägib robootika ajaloost – distsipliinist, mis aitab inimestel oma probleeme lahendada, hõlbustades tööd ja suurendades tootlikkust.

Tänapäeval on robootika üks progressiivsemaid tehnoloogiaid, mis on saavutanud oma arengus enneolematuid kõrgusi tänu tervete põlvkondade leiutajate, disainerite, inseneride ja tehnikute intellektuaalsele tegevusele.

3-silindrilise mootori tootmine Opeli tehases

Inimeste ja loomade jäljendid

Vaadates minevikku (ja lõpuks ka olevikku), ei saa vältida muljet, et inimesed tahtsid kangesti luua tehisolendit, kes teeks talle automaatselt igavaid, raskeid, ohtlikke või ebasoovitavaid toiminguid.

Mehhaniseerimise, automatiseerimise ja robootika areng toimub järk-järgult. Tehnoloogia arenedes ilmusid esimesed inimeste jäljendid või loomade mehaanilised vormid. Näiteid loomade mehaanilisest jäljendamisest on kirjanduses toodud enne meie ajastu algust.

Renessansiajastu geenius Leonardo da Vinci (1495) on seotud mehaanilise rüütli loomisega. Tuntud on ka Šveitsi meistrite Jaquet-Drozi (18. sajand) mehaanilised imitatsioonid inimestest (androidid). Nende automaatkirjutaja (kalligraaf) suutis paar lauset pastakaga kirjutada ja matkis väga hästi inimest.

Kellassepp Pierre Jacquet-Drozi mehaaniline robot "Calligraph" (1772)

Pärast mehaanika ajastut aitas robotite arengule kaasa elektrotehnika ja seejärel arvutitehnoloogia. 1920. aasta oli robootikas verstapost.

Čapeki robotid kui tehisintellektiga olendid

1920. aastal kirjutas Karel Čapek näidendi "RUR" alapealkirjaga "Rossumi universaalsed robotid". Lavastuse esietendus toimus 1921. aasta alguses ja selles kasutati esimest korda sõna "robot", mis sai tuntuks kõigis maailma keeltes. Raamat RUR on tõlgitud enam kui kolmekümnesse keelde. , sealhulgas esperanto.

Mullu sai sõna "robot" 100-aastaseks ja tänavu täitus 100 aastat Karel Čapeki esimese näidendi "RUR" esitamisest.

Karel Čapeki 1920. aastal kirjutatud ulmenäidendi "RUR" raamatukaan.

Sõna robot on võib-olla ainus tšehhi sõna, mida kasutatakse kogu maailmas selle rikkumata kujul.See saavutas nii suure populaarsuse, et Karel Čapek pidas hiljem sobivaks väita, et sõna "robot" tegelik "leiutaja" oli tema vend Josef.

Algselt tahtis Karel kasutada RUR-i mängu tegelaste jaoks sõna "tööjõud" ingliskeelsest "tööjõust". Nii et tänapäeval kasutatakse sõna robot igas ulmes, mis on seotud tüüpiliselt slaavi sõnaga robot.

Čapeki robotid ei ole inimeste mehaanilised asendused, need on sünteetilisest orgaanilisest ainest loodud tehisolendid, kellel on inimese intelligentsus. Tegelikult on need samad, mis tänapäeva androidid, küborgid ja replikandid.

WABOT-HOUSE PROJEKT (2002)

Roboti ja robootika definitsioon

Nagu teaduses ja tehnikas tavaks, on vaja defineerida sõna robot tähendus Algselt mõisteti robotit kui lihtsat masinat, vt näiteks 1947. aasta Encyclopedia Britannica, mis annab güroskoopilise stabilisaatori lennuki kursi või lennuki liikumise jaoks. laev roboti näitena .

1941. aastal kasutas kirjanik Isaac Asimov esimest korda sõna robootika ja sõnastas kolm robootika põhiseadust, mis esindavad põhinõudeid robotite arendamiseks ja kasutamiseks.

Isaac Asimovi robootikaseadused

Roboti all mõistetakse kõige sagedamini arvutiga juhitavat integreeritud süsteemi, mis on võimeline iseseisvalt ja sihipäraselt suhtlema reaalse keskkonnaga vastavalt inimese juhistele.

Sellele definitsioonile lisanduvad muud tingimused, mis määravad roboti definitsiooni, näiteks võime tajuda ja ära tunda keskkonda, suhelda inimestega tehis- või loomulikus keeles jne.

Robootika kui teadus-tehniline distsipliin on teadus robotitest, nende disainist, valmistamisest ja rakendamisest.Robootika on tihedalt seotud elektroonika, mehaanika ja tarkvaraga.

Terminid ja määratlused: Robotid ja robotseadmed

Näib, et robootika lõppeesmärk on tõepoolest ehitada masin, mis peaaegu asendaks inimesi, sealhulgas nende intelligentsust.

1997. aastal alistas arvuti valitseva male maailmameistri. Samal aastal loodi rahvusvaheline võistlus RoboCup, mille preambulis oli järgmine eesmärk (unistus): "21. sajandi keskpaigaks alistavad üksteist täielikult autonoomset humanoidi FIFA ametlike reeglite järgi valitseva jalgpallimeistri." Eesmärk tundub rumal, kuid nagu Kuu vallutamise puhul, võib tee selle eesmärgini tuua kaasa mitmeid "teiseseid", kuid olulisi tulemusi.

RoboCup (2017)

ASIMO humanoidrobotit kasutatakse peamiselt reklaamieesmärkidel ja robootika propageerimiseks

Humanoidrobot (android) on inimese kujuga robot. Kuna paljud ulmerobotid näevad välja inimesed, võib humanoidrobot olla enamiku inimeste jaoks vaikerobot.

Teisalt ei saa väita, et kõik robotid, mis reaalses maailmas mingeid ülesandeid täitma peavad, peavad tingimata olema humanoidrobotid, näiteks ei näe lennukid ka välja nagu linnud. Roboti jaoks vajalikud funktsioonid peaksid määrama selle optimaalse välimuse.

Tööstuslikud robotid

Üks neist tulemustest, ilma milleta on autode tootmist juba võimatu ette kujutada, on tööstusrobotid, mille määratlus on juba antud, ISO 8373: 2012, üldtõlge: "tööstusrobot: automaatjuhtimine , ümberprogrammeeritud, ümberkonfigureeritav manipulaator, mis on programmeeritav kolme või enama liikumisastmega, mida saab tööstusautomaatika rakenduste jaoks püsivalt paigaldada või teisaldada. «

Esimesed tööstusrobotid Unimate ja Versatran ehitati ja võeti USA-s kasutusele aastatel 1960–1962. Need olid suhteliselt rasked masinad, millel oli väike arv juhitavaid telgesid koos hüdrauliliste ja elektrohüdrauliliste ajamitega. Nende programmeerimine ja juhtimine põhinesid analoogtehnoloogial.

NServth tõeline ajaloo kasutajaliides tööstusrobot Unimate

Esimene tööstusrobot, mis kasutas juhtimiseks mikroprotsessorit, ilmus 1974. aastal. Euroopas oli see edukas Asea IRB 6 robot.

Robotil oli antropomorfse käekonstruktsioonina manipulaator, viis juhitavat elektriajamiga telge ja kandevõime 6 kg. Vaatamata suhteliselt lihtsale juhtimiskontseptsioonile saab seda kasutada ka kaarkeevitamiseks ja pinnatöötluseks. Seda robotit toodeti aastatel 1975–1992, kokku toodeti ligi 2000.

ASEA tööstusrobotid (vasakult paremale: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, ABB S3 juhtkapp)

ASEA IRB 6 robot 1984. aasta Rootsi postmargil.

Järgnevatel aastatel täiustus tööstusrobotite mehaanika ja laienes tootevalik, eriti aga kandevõime — väikeste detailidega töötamiseks mõeldud robotitest kuni ca 1000 kg kandevõimega robotiteni.

Varustama hakati ka tööstusroboteid arvuti nägemine ja muud nutikad andurid. Suur muutus on aga toimunud selle juhtimise ja programmeerimise viisis, mis võimaldab kasutada 3D CAD tehnikaid ja programmeerida interaktiivseid roboteid.

Viimaseks trendiks on koostööl töötavad tööstusrobotid (cobots), mis pakuvad inimese ja roboti kontakti ning austavad robootika esimest seadust "robot ei tohi inimest kahjustada".Muutus on toimunud ka juhtimise ja programmeerimise viisis, mis võimaldab kasutada 3D CAD meetodeid ja programmeerida interaktiivseid roboteid.

Rahvusvahelise robootikaföderatsiooni statistika kohaselt võeti ainuüksi 2018. aastal kasutusele 76 000 uut tööstusrobotit.

Kaasaegne koostöörobot Cobot UR5. Tänu oma anduritele saavad koostöörobotid (kobotid) inimestega vahetult ja turvaliselt suhelda.

Lisateavet kaasaegsete tööstusrobotite kohta:

Tööstusrobotite klassifikatsioon

Ohutuse tagamine tööstusrobotite kasutamisel

Tööstusrobotid ja nende rakendamise eelised tootmises, robootika tähtsus

Robotid ja tehisintellekt

Aga tagasi meie eesmärgi juurde asendada inimesed masinatega. 1960. aastatel rajati Ameerika ülikoolidesse esimesed tehisintellekti laborid ja 1968. aastal Stanfordi uurimisinstituudis esimene ratastel intelligentne mobiilne robot Shakey, mis oli varustatud arvutinägemisega, mis suutis keskkonda ära tunda. keskkonda ja selles sihikindlalt liikuda.

Shakey Robot (1968)

1973. aastal lasti Jaapanis Waseda ülikoolis vette esimene kaasaegne humanoid Wabot-1. Expo 85-l mängis Vabot elektroonilisel orelil ja 22. augustil 2003 asetas Jaapani humanoidrobot Asimo (ASIMO) Prahas lilled Karel Čapeki rinnale.

Asimo v 2000-tollise Waco Fundamental Research Centeri roboti lõi Jaapanis Honda Corporation ja see oli pikka aega maailma kuulsaim humanoidrobot.

Robot WABOT-1 (1973)

Robot WABOT-2 (1984)

Asimo robot tõi krüsanteemid sõna "robot" looja, tšehhi kirjaniku Karel Čapeki (2003) rinnale.

Tänapäeval on olemas suur hulk teenindusroboteid nagu robottolmuimejad, muruniidukid, robotlüpsimasinad ja paljud teised robootika saavutustel põhinevad seadmed.

Robootikast tuli interdistsiplinaarne tehnikavaldkond - mehhatroonika, kuna paljud uuenduslikud lahendused leiutati ja rakendati esmalt robotite loomisel ning seejärel hakati kasutama ka teistes masinates ja mehhanismides.

Sõna "mehhatroonika" kasutas esmakordselt Jaapani ettevõtte Yaskawa insener Tekuro Mori 1969. aastal. Mehhatroonika on mehaanika, elektrimasinate, elektroonika, mikroprotsessorite ja tarkvara täieliku integreerimise püüdlus.

Lisateavet mehhatroonika kohta leiate siit:Mis on mehhatroonika, mehhatroonilised elemendid, moodulid, masinad ja süsteemid