Robotų technologija

Robotas - bet koks automatiškai valdomas aparatas, pakeičiantis žmogaus pastangas, nors jis savo išvaizda negali būti panašus į žmogų ar atlikti žmogaus funkcijas. Robotika yra inžinerijos disciplina, susijusi su robotų projektavimu, konstravimu ir valdymu.

Dirbtinių žmonių sąvoka buvo ankstesnė užfiksuota istorija (žr. Automatą), tačiau šiuolaikinis terminas robotas kildinamas iš čekiško žodžio robota („priverstinis darbas“ arba „baudžiauninkas“), vartojamo Karel Čapek pjesėje RUR (1920). Spektaklio robotai buvo gaminami žmonėms, jų beširdžiai išnaudojo gamyklos savininkai, kol jie sukilo ir galiausiai sunaikino žmoniją. Ar jie buvo biologiniai, pavyzdžiui, monstras Marijos Shelley „Frankenšteine“ (1818 m.), Ar mechaniniai, nebuvo tiksliai apibrėžta, tačiau mechaninė alternatyva įkvėpė išradėjų kartas kurti elektrinius humanoidus.

Žodis robotika pirmą kartą atsirado Izaoko Asimovo mokslinės fantastikos pasakojime „Runaround“ (1942). Kartu su vėlesnėmis Asimovo robotų istorijomis, tai nustatė naują patikimumo standartą apie galimus intelektualiųjų robotų kūrimo sunkumus ir dėl to kylančias technines bei socialines problemas. „Runaround“ taip pat buvo garsieji Asimovo trys robotikos įstatymai:

• 1. Robotas negali sužeisti žmogaus arba neveikdamas leisti žmogui pakenkti.

• 2. Robotas privalo vykdyti žmonių nurodymus, išskyrus tuos atvejus, kai tokie įsakymai prieštarautų Pirmajam įstatymui.

• 3. Robotas turi apsaugoti savo egzistavimą tol, kol tokia apsauga neprieštarauja Pirmajam ar Antrajam Įstatymams.

Šiame straipsnyje aprašomi robotai ir robotika. Norėdami gauti daugiau informacijos apie pramoninį pritaikymą, skaitykite straipsnio automatizavimą.

Pramoniniai robotai

Mašinos, pasižyminčios lanksčiu elgesiu ir keliomis žmogiškomis fizinėmis savybėmis, buvo sukurtos pramonei, nors ir nėra humanoidinės. Pirmasis nejudantis pramoninis robotas buvo programuojama „Unimate“, elektroniniu būdu valdoma hidraulinė sunkiojo kėlimo rankena, galinti pakartoti savavališkas judesių sekas. Jį išrado 1954 m. Amerikiečių inžinierius George'as Devolis. Jį sukūrė Unimation Inc. įmonė, kurią 1956 m. Įkūrė amerikiečių inžinierius Josephas Engelbergeris. 1959 m. „General Motors Corporation“ liejimo gamykloje Trentone, Naujajame Džersyje, buvo pristatytas „Unimate“ prototipas. 1961 m. „Condec Corp.“ (praėjusiais metais įsigijęs „Unimation“) į GM gamyklą pristatė pirmąjį pasaulyje gamybos linijos robotą; ji turėjo nemalonią užduotį (žmonėms) - pašalinti ir sukrauti karštas metalines dalis iš liejimo mašinos. Visuotinius ginklus toliau kuria ir parduoda licencijų turėtojai visame pasaulyje, o automobilių pramonė išlieka didžiausia pirkėja.

Pažangesni kompiuterio valdomi elektriniai ginklai, valdomi jutiklių, buvo sukurti septintojo dešimtmečio pabaigoje ir aštuntajame dešimtmetyje Masačusetso technologijos institute (MIT) ir Stanfordo universitete, kur jie buvo naudojami su kameromis atliekant robotų rankų ir akių tyrimus. Stanfordo Viktoras Scheinmanas, dirbdamas su „Unimation for GM“, suprojektavo pirmąją tokią ranką, naudojamą pramonėje. Vadinami PUMA (programuojama universalia surinkimo mašina), jie buvo naudojami nuo 1978 m., Norint surinkti automobilių komponentus, tokius kaip prietaisų skydeliai ir žibintai. PUMA buvo plačiai imituojamas, o jo palikuonys, dideli ir maži, vis dar naudojami lengvam surinkimui elektronikos ir kitose pramonės šakose. Nuo dešimtojo dešimtmečio mažos elektrinės rankos tapo svarbios molekulinės biologijos laboratorijose, tiksliai tvarkančiose mėgintuvėlių masyvus ir pipetuojant sudėtingas reagentų sekas.

Mobilūs pramoniniai robotai taip pat pirmą kartą pasirodė 1954 m. Tais metais „Barrett Electronics Corporation“ pagamintas be vairuotojo elektrinis vežimėlis pradėjo traukti krovinius aplink Pietų Karolinos maisto prekių sandėlį. Tokios mašinos, pramintos AGV (automatiškai valdomomis transporto priemonėmis), paprastai važiuoja sekdamos signalus skleidžiančius laidus, įsitvirtinusius betoninėse grindyse. Devintajame dešimtmetyje AGV įsigijo mikroprocesorinius valdiklius, leidžiančius elgtis sudėtingesnėmis priemonėmis nei įprastas elektroninis valdymas. Dešimtajame dešimtmetyje sandėliuose išpopuliarėjo naujas navigacijos metodas: AGV, kuriuose įrengtas nuskaitymo lazeris, trikampę keičia savo buvimo vietą matuojant atspindžius iš fiksuotų atšvaitų (iš kurių mažiausiai trys turi būti matomi iš bet kurios vietos).

Nors pramoniniai robotai pirmą kartą pasirodė JAV, verslas ten nebuvo klestėjęs. Unimaciją 1983 m. Įsigijo „Westinghouse Electric Corporation“, o po kelerių metų ji buvo uždaryta. Kitas stambus amerikiečių hidraulinių ginklų gamintojas „Cincinnati Milacron, Inc.“ 1990 m. Pardavė savo robotikos padalinį Švedijos firmai „Asea Brown Boveri Ltd.“. „Adept Technology, Inc.“, sukurta iš Stanfordo ir „Unimation“ gaminti elektrinius ginklus. tik likusi amerikiečių firma. Užsienio „Unimation“ licencijos turėtojai, ypač Japonijoje ir Švedijoje, tęsia veiklą, o praėjusio amžiaus devintajame dešimtmetyje kitos įmonės Japonijoje ir Europoje pradėjo intensyviai žengti į šią veiklą. Senėjanti visuomenė ir dėl to atsirandantis darbuotojų trūkumas paskatino japonų gamintojus eksperimentuoti su pažangiąja automatika dar prieš tai, kai ji davė aiškią grąžą, atverdama rinką robotų gamintojams. Iki devintojo dešimtmečio pabaigos Japonija, kuriai vadovavo „Fanuc Ltd.“, „Matsushita Electric Industrial Company Ltd.“, „Mitsubishi Group“ ir „Honda Motor Company Ltd.“ robotikos padaliniai, buvo pasaulinė pramoninių robotų gamybos ir naudojimo lyderė. Didelės darbo jėgos išlaidos Europoje taip pat paskatino priimti robotų pakaitalus, kadangi pramoninių robotų instaliacija Europos Sąjungoje pirmą kartą viršijo japonų įrengimus 2001 m.