Različiti automatski uređaji zauzimaju toliko snažno mjesto u ljudskom životu da je gotovo nemoguće zamisliti modernu civilizaciju bez njih. Međutim, povijest robotike je jako duga, ljudi su gotovo cijelu svoju povijest učili stvarati razne strojeve. Naravno, stari strojevi se ne mogu usporediti s modernim, oni su prije bili njihove sličnosti. Međutim, oni pokazuju da se ideje stvaranja strojeva, posebice umjetne imitacije čovjeka, mogu pratiti do najstarijih slojeva ljudske povijesti.
Izgled riječi "robot"
Ovu je riječ skovao poznati češki pisac Karel Capek. Prvi je put upotrijebio taj izraz u naslovu svoje drame Rossum's Universal Robots iz 1920. godine. Međutim, on se ne može smatrati autorom riječi "robot", ona dolazi samo od češkog robota, što znači samo "rad". Prema riječima samog pisca, riječ je ponudio njegov brat Josip, dok sam Capek nije mogao odlučiti kako će imenovati svoje likove.
Zaplet Čapekove drame mnogimačinit će vam se poznato: u početku ljudi iskorištavaju svoje mehaničke sluge na raznim teškim poslovima, zatim se pobune i, zauzvrat, porobe ljude.
U modernom smislu, "robot" je mehanički uređaj koji radi prema zadanom programu samostalno, bez ljudske pomoći.
Koncept robotike i njezini zakoni
Godine 1941., poznati zakoni robotike Isaaca Asimova formulirani su u priči "Lažljivac", koji su dizajnirani da reguliraju ponašanje ovih strojeva.
- Robot ne može nanijeti štetu osobi ili svojim nedjelovanjem dopustiti da se ta šteta nanese.
- Robot mora slušati čovjeka sve dok se ne protivi prvom zakonu.
- Robot se može braniti sve dok nije u suprotnosti s prva dva zakona.
Naknadno, počevši od ovih zakona, sam Asimov i drugi autori stvorili su ogroman sloj radova posvećenih odnosu između ljudi i strojeva.
Azimov je uveo koncept "robotike". Riječ, nekada korištena u fantastičnoj priči, danas je naziv ozbiljne znanstvene grane koja se bavi razvojem i konstrukcijom raznih mehanizama, automatizacijom procesa, itd.
strojevi antičkog svijeta
Povijest robotike vuče korijene iz antike. Neka vrsta robota izumljena je u starom Egiptu prije više od četiri tisuće godina, kada su se svećenici skrivali unutar kipova bogova i od tamo razgovarali s ljudima. Istodobno su se micale ruke kipova iglave.
Ako date malo slobode svojoj mašti, možete pronaći reference na robote, na primjer, u mitovima stare Grčke. Čak i Homer spominje mehaničke sluge koje je drevni grčki bog Hefest stvorio za sebe, diva Talosa, kojeg je stvorio od bronce kako bi zaštitio Kretu od neprijatelja. Platon govori o znanstveniku Archytas iz Tarenta, koji je napravio umjetnu golubicu sposobnu letjeti.
Arhimed je u 3. stoljeću prije Krista navodno napravio aparat koji vrlo podsjeća na moderni planetarij: prozirnu kuglu koju pokreće voda, koja je prikazivala kretanje svih nebeskih tijela poznatih u to vrijeme.
U srednjem vijeku ljudi su već počeli stvarati prave strojeve sposobne za mnoge zanimljive stvari. Pokušaji stvaranja prvih humanoidnih strojeva također pripadaju srednjem vijeku.
Albert Veliki, poznati alkemičar iz 13. stoljeća, stvorio je androida koji je djelovao kao vratar, otvarajući vrata kucanju i klanjanju gostima (android je robot koji kopira osobu izgledom i ponašanjem). Također je dizajnirao mehanizam koji može govoriti ljudskim glasom, takozvanu govoreću glavu.
Tko je prvi stvorio robota?
Projekt prvog robota, o kojem su sačuvani pouzdani podaci, izradio je Leonardo da Vinci. Bio je to android koji je izgledao poput viteza u oklopu. Prema Leonardovim crtežima, mogao je pomicati ruke i glavu. Ostaje pitanje zašto slavni izumitelj svog viteza nije obdario sposobnošću pomicanja nogu, tj. hodanja. Možda je to smatrao tehnički teškim problemom (kojipotpuno je istinito). Ili se pretpostavljalo da vitez treba jahati konja, a pokretljivost nogu mu nije potrebna.
Ne zna se sa sigurnošću je li da Vinci uspio napraviti svog "terminatora", ali je dizajnirao robota lava koji je, kada se kralj pojavio, kandžama razderao prsa, pokazujući grb Francuske skriven u njemu.
Osim toga, Leonardo je također imao ideje o interakciji mehanizama s ljudskim organima, tj. već na prijelazu iz 15. u 16. stoljeće anticipirao je suvremeni razvoj proteza koje izravno kontrolira ljudski živčani sustav.
Mehanički glazbenici i pješački motori
Tijekom 16. stoljeća u Europi su stvoreni mnogi uređaji, uglavnom koristeći mehanizme za navijanje (sat). Na primjer, u Njemačkoj su napravljeni umjetna muha i orao koji su mogli letjeti, a u Italiji ženski robot koji je svirao lutnju.
Tijekom 17. stoljeća Europljani su razvili i poboljšali prve mehaničke "kalkulatore". Isprva mogu samo zbrajati i oduzimati, ali do kraja stoljeća već su sposobni za dijeljenje i množenje.
Ovaj trenutak se može smatrati prekretnicom u povijesti robotike, jer se paralelno počinju razvijati dvije grane znanja koje će se u budućnosti koristiti za stvaranje modernih robota:
- razvoj strojeva koji oponašaju i zamjenjuju osobu i njezine postupke;
- izrada uređaja dizajniranih za pohranu i obradu informacija.
Paralelno, mehaničkihumanoidni uređaji koji mogu svirati na glazbenim instrumentima, pisati i crtati.
Početak 19. stoljeća obilježen je početkom "prijateljstva" ljudi sa strujom. Počinje se brzo širiti i prodirati u mnoga područja ljudske djelatnosti. Istovremeno su se usavršavala razna mehanička računala i analitički strojevi, izumljeni su telefon i telegraf.
Poznate su priče o raznim humanoidnim strojevima koji su navodno izumljeni i korišteni u SAD-u tijekom 19. stoljeća:
- 1865. godine dizajner Johnny Brainard stvorio je takozvanog parnog čovjeka, koji je bio upregnut u kola umjesto u konja. Bila je to, zapravo, lokomotiva koja je izgledala kao osoba (samo puno veća). Trebalo ga je stalno „utapati“, a njime se, poput konja, upravljalo uzde. Tvrdilo se da je mogao "hodati" brzinom do 50 km/h.
- Nakon nekog vremena, Frank Reid već testira "električnog čovjeka", ali malo se zna o ovom izumu.
- Godine 1893. Archie Campion je predstavio model umjetnog vojnika na parni pogon nazvan Boilerplate, koji je navodno više puta korišten u praksi, tj. u bitkama.
Sve ove informacije su zanimljive, ali izazivaju sumnje, jer, unatoč naizgled izvanrednim karakteristikama, ovi proizvodi nikada nisu ušli u masovnu proizvodnju, za razliku od parnih lokomotiva, parobroda i tako dalje. Najvjerojatnije su postojali samo u obliku prototipova i nikada nisu našli svoju primjenu,zapravo igračke za odrasle.
20. stoljeće je vrhunac robotike
U 20. stoljeću, povijest robotike ulazi u završnu fazu, što je dovelo do stvaranja onih robota koje čovječanstvo sada poznaje.
Ostvaruju se proboji u području elektronike, pojavljuju se diode i triode. Prva cijevna računala su prvo razvijena u teoriji, a zatim implementirana.
U isto vrijeme, stvoren je prvi elektronički humanoidni robot, kontroliran s udaljenosti, sposoban se kretati i govoriti. Zatim dolazi elektronski pas koji reagira na svjetlo i može lajati.
Krajem prve trećine 20. stoljeća, radio-kontrolirani androidi uče razgovarati na telefon, hodati, čak i glumiti predavače na izložbi, pušiti cigarete i tako dalje. U tom trenutku su mnogi već mislili da nije ostalo puno – a roboti će zamijeniti ljude. Međutim, kasnije postaje jasno da tadašnje androide neće biti moguće koristiti za bilo kakav posao zbog nedovoljnog razvoja tehnologija u to vrijeme.
Ali ova otkrića ne zaustavljaju izumitelje - androidi su se nastavili pojavljivati i još se razvijaju.
U 1940-1950-ima nastavlja se poboljšanje elektronike, računala i računalnog programiranja, pojavljuje se koncept "umjetne inteligencije", nakon čega dolazi do značajnog skoka u razvoju robotike, roboti počinju "pametovati" "brzo.
Konačno, od početka 60-ih san čovječanstva počinje se ostvarivati - strojevi počinju ljude zamijeniti teškim, opasnim inezanimljivi poslovi. Pojavljuju se prvi robotski manipulatori modernog tipa. Prvo izvode samo najnezgodnije operacije za čovjeka, a zatim se stvaraju automatske montažne linije.
S vremenom počinje ludnica za ljudima s robotima. Za djecu se otvaraju brojni krugovi i škole robotike, proizvode se razne edukativne igračke i konstruktori. Industrija zabave također ne stoji po strani - 1986. godine izašao je prvi dio filma "Terminator" koji je odjeknuo svijetom.
Domaća robotika
Povijest robotike u Rusiji, kao iu Europi, ima više od jednog stoljeća. Ruski znanstvenici već neko vrijeme idu u korak sa svojim europskim kolegama u dizajnu raznih automata: u posljednjoj trećini 18. stoljeća u Rusiji je stvoren računalni stroj nazvan Jacobsonov stroj, a 1790. godine Ivan Petrovič Kulibin stvara njegov poznati sat "jaje". U njih je ugrađeno nekoliko ljudskih figura koje su izvodile određene radnje, sat je također svirao hvalospjev i druge melodije.
Ruski su znanstvenici napravili nekoliko značajnih otkrića u povijesti robotike. Semjon Nikolajevič Korsakov postavio je temelje informatičke znanosti 1832. godine. Razvio je nekoliko strojeva sposobnih za izvođenje inteligentnih izračuna korištenjem bušenih kartica za njihovo programiranje.
Boris Semenovich Jacobi je 1838. izumio i testirao prvi električni motor, čija je temeljna konstrukcija ostala relevantna do danas. Jacobi,postavivši ga na čamac, prošetao je uz njegovu pomoć Nevom.
Akademik P. L. Chebyshev Godine 1878. predstavio je prvi prototip vozila za hodanje - pješački automobil.
M. A. Bonch-Bruevich izumio je okidač 1918. godine, zahvaljujući čemu je stvaranje prvih računala postalo moguće, a V. K. Zworykin malo kasnije demonstrira elektroničku cijev koja je dovela do televizije.
Prvo računalo pojavljuje se u SSSR-u 1948. godine, a već 1950. godine objavljen je MESM (mali elektronički računski stroj), u to vrijeme najbrži u Europi.
Službeno, povijest robotike u Rusiji može se računati od 1971. godine. Tada je na Višoj tehničkoj školi Bauman u Moskvi stvoren odjel za specijalnu robotiku i mehatroniku, na čijem je čelu bio akademik E. P. Popov. Postao je osnivač nacionalne škole inženjerske robotike.
Domaća znanost adekvatno je konkurirala inozemnoj. Davne 1974. sovjetsko računalo postalo je svjetski prvak u šahovskom turniru među strojevima. A superračunalo Elbrus-3, stvoreno 1994. godine, bilo je dvostruko brže od najmoćnijeg američkog računala tog vremena. Međutim, nije pušten u masovnu proizvodnju, možda zbog teške situacije u državi u to vrijeme.
ruski automatski kozmonauti
Službeno, početak robotike u Rusiji datira iz 1971. godine. Tada je službeno priznata kao znanost u SSSR-u. Premda su u to vrijeme jurišne puške ruske proizvodnje već orale prostranstva svemira.
1957., prvi na svijetuumjetni zemaljski satelit. Godine 1966. stanica Luna-9 odašilje radio signal na Zemlju s površine Mjeseca, a aparat Venera-3, nakon što je uspješno stigao do planeta, tamo je postavio zastavu SSSR-a.
U samo četiri godine lansirane su još dvije lunarne postaje i obje su uspješno završile svoju misiju. Lunohod-1, koji je isporučila Luna-17, radio je tri puta duže od planiranog i dao je sovjetskim znanstvenicima mnogo vrijednih informacija.
Godine 1973., druga postaja iste serije isporučila je na Mjesec još jedan lunarni rover, koji se također savršeno nosio sa svojim zadatkom.
Robotika u naše vrijeme
Moderni roboti prodrli su u mnoga područja ljudskog života. Njihova raznolikost je nevjerojatna: ovdje su samo dječje igračke i cijele automatizirane tvornice, kirurški kompleksi, umjetni kućni ljubimci, vojna i civilna bespilotna vozila. Njihov stalni razvoj i usavršavanje provode mnoge organizacije u svijetu. U Rusiji vodeću poziciju u znanstvenoj robotici zauzima Središnji istraživački institut za robotiku i tehničku kibernetiku (Central Research Institute of Robotics and Technical Cybernetics) u Sankt Peterburgu, osnovan 1961. godine kao projektni biro pri Politehničkom institutu. U ovom najvećem centru razvijeni su elektronički sustavi za letjelicu Buran, stanice serije Luna i međunarodnu svemirsku stanicu.
Specijalnost "Mehatronika i robotika" i slični prisutni su u mnogim tehničkimsveučilišta u svijetu. Stručnjaci s takvim obrazovanjem vrlo su traženi na tržištu rada, jer automatizacija prodire sve dublje i dublje u mnoga područja ljudske djelatnosti. Za one koji vole ovu temu u slobodno vrijeme, objavljeno je mnogo knjiga o robotici, kako u Rusiji tako iu drugim zemljama.
Unatoč činjenici da je trenutna tehnologija dosegla neviđene visine, a roboti se aktivno koriste od strane ljudi, njihovi humanoidni predstavnici - androidi - još uvijek su "bez posla". Oni se poboljšavaju, razvijaju se sve složeniji modeli, ali u praktičnoj primjeni i dalje beznadno gube od svojih "kolega" na kotačima, gusjenicama, pa čak i nepokretnih "kolega" i uglavnom ostaju igračke. Činjenica je da je ljudsko hodanje vrlo složen proces, koji stroj nije tako lako oponašati.
Osim toga, s praktične točke gledišta, nema hitne potrebe za humanoidnim robotima. U industriji uspješno djeluju stacionarni manipulatori kombinirani u automatske proizvodne linije. Gdje je potrebno kretanje, bilo da se radi o utovaru skladišta, razminiranju bombi, pregledu uništenih zgrada, pogon na kotačima i gusjenicama mnogo je lakši i učinkovitiji od imitacije ljudskih nogu.
Unatoč tome, ljudi ne odbijaju raditi na androidima, natjecanja se redovito održavaju diljem svijeta, gdje predstavnici raznih škola robotike demonstriraju svoje vještine u upravljanju svojim proizvodima. Turniri se stalno organiziraju izravno između strojeva, na primjer, u šahuili nogomet.
Klasifikacija robota
Postoji nekoliko metoda klasifikacije. Po prirodi obavljenog posla strojevi se dijele na industrijske, građevinske, za poljoprivredu, za transport, kućanstvo, vojne, sigurnosne, medicinske i istraživačke.
Prema vrsti upravljanja dijele se na upravljane, poluautonomne i potpuno autonomne.
Automobili prvog tipa su jednostavno automobili na daljinsko upravljanje (najjednostavniji primjer je dječji radio-upravljani automobil ili helikopter). Poluautonomni mogu samostalno izvesti neke od operacija, ali je ljudska intervencija još uvijek potrebna u ključnim točkama. Potpuno autonomni roboti samostalno izvode cijeli niz operacija (na primjer, manipulatori automatskih montažnih linija).
Prema stupnju mobilnosti razlikuju se sljedeće klase robota: stacionarni i mobilni. Stacionarni - to su isti manipulatori koje su svi navikli vidjeti, na primjer, u tvornicama automobila. Mobilni se dalje dijele na hodajuće, na kotačima ili gusjenice.
Bubnjari moderne proizvodnje
Različite industrijske proizvodnje su industrija u kojoj glavni dio modernih automatskih uređaja nalazi praktičnu primjenu.
Povijest industrijske robotike počinje 1725. godine, kada je u Francuskoj izumljena perforirana traka koja se koristila za programiranje tkalačkih staništa.
Početak automatizacije proizvodnje dogodio se u 19. stoljeću, kadaFrancuska je započela masovnu proizvodnju automatskih razboja na bušenim karticama.
Godine 1913. Henry Ford instalirao je prvu montažnu liniju za sastavljanje automobila u svojoj tvornici. Montaža jednog automobila trajala je oko sat i pol. Naravno, ova linija još nije bila potpuno automatizirana, kao što je sada, ali je bila izlaz na kvalitativno novu razinu proizvodnje.
Službeno, korištenje robota u proizvodnji počinje 1961. godine, kada je prvi službeno proizveden manipulator instaliran u tvornici General Motorsa u New Jerseyju. Ovaj stroj je radio na hidrauličkim pogonima i bio je programiran putem magnetskog bubnja.
Bum industrijske automatizacije došao je 1970-ih. Godine 1970. u SAD-u je stvoren prvi manipulator modernog tipa za upotrebu u industriji: imao je električne pogone sa šest stupnjeva slobode i upravljao se s računala. Paralelno, razvoji su se odvijali u Švicarskoj, Njemačkoj i Japanu. Godine 1977. izašao je prvi robot japanske proizvodnje.
Početkom 80-ih, General Motors je počeo automatizirati svoju proizvodnju, a već 1984. započela je i Rusija - AvtoVAZ stječe licencu za samostalnu proizvodnju robota od njemačke tvrtke KUKA Robotics. No, dlan je i dalje kod Japanaca - sredinom 90-ih dvije trećine ukupnog broja robota na svijetu bilo je koncentrirano u Japanu, sada je to oko polovice.
Danas zamislite automobilsku i bilo koju drugu linijuproizvodnja bez mehaničkih pomoćnika gotovo je nemoguća. Prvo mjesto zauzimaju automatski aparati za zavarivanje. Točnost robotskog laserskog zavarivanja je desetinke milimetra. Takav uređaj može istovremeno rezati metal na dijelove.
Slijede mehanizmi koji provode operacije utovara i istovara, ubacuju praznine u strojeve i pohranjuju gotove proizvode.
Treće mjesto po automatizaciji su kovanje i ljevaonica. Trenutno su gotovo sve takve radionice u Europi robotizirane, jer su tamo uvjeti rada vrlo teški za ljude.
Ostale operacije za koje se sada najčešće koriste automatski strojevi su savijanje cijevi, bušenje rupa, glodanje i površinsko brušenje.
Gdje strojevi mogu zamijeniti ljude?
Odgovor na pitanje treba li osoba ili robot raditi ovaj ili onaj posao leži u razlikama između ljudi i strojeva. U ovom trenutku čak i najnapredniji strojevi rade prema određenim algoritmima (iako ponekad vrlo složenim) koji su unaprijed postavljeni u programu. Nemaju slobodnu volju, slobodu izbora, želje, impulse, ništa što određuje kreativnu komponentu osobe.
Robot može obaviti posao velike složenosti i preciznosti, on to može obaviti u uvjetima u kojima čovjek ne bi živio ni sat vremena. Ali neće moći napisati knjigu ili scenarij za novi film, stvoriti sliku, osim ako mu je prethodno nije usadila osoba u sjećanje.
Dakle profesijekreativno, gdje je originalnost važna, nekonvencionalno razmišljanje, naravno, ostaje ljudima. Robot može biti zavarivač, utovarivač, slikar, čak i astronaut, ali ne može postati (barem u trenutnoj fazi razvoja) pisac, pjesnik ili umjetnik.
Trebamo li se bojati robota?
Glavni strah čovječanstva u odnosu na strojeve je strah da će oni, postavši savršeni, jednog dana prestati pokoravati se i početi živjeti svoje živote, pretvarajući ljude u robove. Taj je strah išao ruku pod ruku s razvojem robotike. Dolazi do izražaja i u mitologiji (na primjer, židovski mit o golemu koji se pobunio protiv svog tvorca) i u umjetnosti. Najpoznatiji filmovi su "Matrix", "Terminator", veliki broj knjiga koje govore o ustanku strojeva. Predstava Karla Capeka, koja je dala život riječi "robot", također završava porobljavanjem čovječanstva od strane njegovih bivših slugu.
Međutim, u sadašnjoj fazi razvoja znanosti ovi strahovi su besmisleni. Roboti nemaju svijest sličnu ljudskoj, pa ne mogu imati nikakve želje, a da ne spominjemo želju za preuzimanjem svijeta.
Da bi reproducirao svijest u stroju, osoba mora prvo shvatiti što je njegova vlastita svijest, kako i od čega se formira. Odgovor na ovo pitanje leži u dubinama ljudskog mozga, koji je daleko od toga da bude potpuno istražen.
Da bi se "pobunili", roboti moraju razumjeti što je dominacija svijetom i zašto im je potrebna.
A do ovog trenutka, bilo koji,čak se i najsloženiji i najsavršeniji stroj u osnovi ne razlikuje od procesora hrane ili mlinca za kavu. Stoga, pitanje tko će u konačnici biti glavni na Zemlji - robot ili osoba, još nije hitno.
