Robotika: povijest i modernost. Prvi robot. Korištenje robota u različitim područjima djelatnosti

Razni automatski uređaji zauzimaju tako čvrste mjesto u životu osobe da je bez njih gotovo nemoguće zamisliti modernu civilizaciju. Međutim, povijest robotike je vrlo dugo, ljudi su naučili stvoriti različite strojeve praktički tijekom cijele svoje povijesti. Naravno, drevni strojevi se ne mogu usporediti s modernim, više nalik na njihovu sličnost. Međutim, oni pokazuju da ideje o stvaranju strojeva, osobito umjetne imitacije čovjeka, mogu se pratiti u najstarijim slojevima ljudske povijesti.

Pojava riječi "robot"

Ta je riječ predstavila poznatu Češki pisac Karel Capek. Prvo je ovaj pojam upotrijebio u naslovu svoje drame "Rossum Universal Robots", koji je objavljen 1920. godine. Međutim, on se ne može smatrati autora riječi "robota", samo dolazi od češkog robota, što znači samo "posao". Prema samom piscu, riječ je predložio njegov brat Josef, a sam Czapek nije mogao odlučiti kako da nazove svoje likove.

Čini se da će parcela igrališta Capeka poznata mnogima: prvo ljudi iskorištavaju svoje mehaničke sluge na razne teške poslove, zatim se bune i zauzvrat prenose ljude.

U modernom smislu "robot" je mehanički uređaj koji djeluje na određeni program neovisno, bez ljudske pomoći.

Koncept robotike i njezinih zakona

Godine 1941., u priči "Lažljivac", formulirani su poznati zakoni robotike Isaac Asimov, koji su dizajnirani za regulaciju ponašanja ovih strojeva.

1. Robot ne može nanijeti štetu na osobu ili njegovu neaktivnost kako bi dopustio da se ta šteta nanese.
2. Robot mora poslušati osobu, sve dok se ne protivi prvome zakonu.
3. Robot se može zaštititi, ako ne proturječi prva dva zakona.

Nakon toga, počevši od tih zakona, sam Azimov i drugi autori stvorili su ogroman sloj radova posvećenih odnosu između ljudi i strojeva.

Azimov je upoznao sam pojam "robotike". Riječ, nekad korištena u fantastičnoj priči, sada je naziv ozbiljne znanstvene grane koja se bavi razvojem i oblikovanjem različitih mehanizama, automatizacijom procesa itd.

Strojevi antičkog svijeta

Povijest robotike seže u drevna vremena. Neki su roboti izmisleni čak i u starom Egiptu prije više od četiri tisuće godina, kada su se svećenici skrivali u kipovima bogova i tamo razgovarali s ljudima. Kipovi su pomaknuli ruke i glave.

Ako date neke volje mašte, možete pronaći reference na robote, na primjer, u mitovima drevne Grčke. Homer također spominje mehaničke sluge, stvorene za njega od drevnog grčkog boga Hephaestusa, divovskog Talosa, kojeg je stvorio od bronce za zaštitu Krete od neprijatelja. Platon govori o naučenom arhitektu Tarentuma koji je napravio umjetni golub sposoban za letenje.

Arhimedž u III stoljeću prije Krista navodno je proizveo aparat koji nalikuje modernom planetariju: prozirnu kuglu, pokrenutu vodom koja je prikazivala gibanje svih poznatih nebeskih tijela u to doba.

U srednjem vijeku ljudi su već počeli stvarati prave strojeve sposobne za obavljanje mnogih zanimljivih stvari. Do srednjeg vijeka pokušavaju stvoriti prve humanoidne strojeve.

Albert Veliki, poznati alkemičar iz XIII stoljeća, stvorio je android koji obavlja funkciju vratar, otvara vrata pokucati i lukove gostima (Android - robot koji kopira ljudski izgled i ponašanje). On je također dizajnirao mehanizam sposoban govoriti ljudskim glasom, tzv govori glave.

Tko je prvi stvorio robot?

Projekt prvog robota, koji je sačuvao pouzdane informacije, stvorio je Leonardo da Vinci. Bio je to android koji je izgledao poput viteza u oklopu. Prema Leonardoovim crtežima, mogao je premjestiti ruke i glavu. Ostaje otvoreno pitanje zašto poznati izumitelj nije obdario svog vitezu sposobnost da se presele nogama, tj. Da hoda. Možda je smatrao to tehnički teškim problemom (što je posve točno). Ili je trebalo da vitez vozi konja, a mobilnost nogu nije nužna za njega.

Nije poznato da li da Vinci je bio u mogućnosti da izgrade svoj „Terminatora”, ali on je dizajnirao robota lava da kad kralj sam poderao kandže prsa, pokazujući joj skriven u grbu Francuskoj.

Osim toga, Leonardo je imao ideje o mehanizmima interakcija u ljudskim organima, tj. E. je već na prijelazu iz XV-XVI stoljeća predviđa moderni razvoj proteze, upravlja direktno na ljudski živčani sustav.

Mehanički glazbenici i pješačke lokomotive

Tijekom 16. stoljeća, u Europi su stvoreni mnogi uređaji, uglavnom pomoću mehanizama na satu. Na primjer, u Njemačkoj je napravljena umjetna letjelica i orao, sposobni za letenje, au Italiji ženski robot koji je igrao lutnju.

Tijekom XVII. Stoljeća, Europljani razvijaju i poboljšavaju prve mehaničke "kalkulatore". U početku oni mogu samo dodati i oduzeti, ali do kraja stoljeća oni su već sposobni podijeliti i razmnožavati.

Ovaj trenutak može se smatrati prekretnicom u povijesti robotike, budući da se paralelno razvijaju dvije grane znanja, koje će se u budućnosti koristiti za stvaranje suvremenih robota:

• razvoj strojeva koji oponašaju i zamjenjuju čovjeka i njegove postupke;
• stvaranje uređaja namijenjenih pohranjivanju i obradi informacija.

Paralele se i dalje stvaraju mehanički uređaji slični čovjeku, sposobni za sviranje glazbenih instrumenata, pisanje i crtanje.

Pojava devetnaestog stoljeća bila je obilježena početkom "prijateljstva" između ljudi i električne energije. Ona počinje širiti brzo i prodrijeti u mnoge sfere ljudske aktivnosti. Istodobno se poboljšavaju mehanički računski i analitički strojevi, izmišljeni su telefoni i telegraf.

Postoje priče o raznim humanoidnim strojevima koji su navodno izumljeni i korišteni u SAD-u tijekom XIX. Stoljeća:

• Godine 1865. dizajner Johnny Breynard stvorio je takozvani parni čovjek koji je bio korišten u kolicima umjesto konja. Zapravo, bila je lokomotiva koja je izgledala kao muškarac (samo mnogo veći). Trebao je stalno "utopiti", i vladao je poput konja, uzde. Navodno je mogao "hodati" brzinom od 50 km / h.
• Nakon nekog vremena Frank Reed već pogađa "električni čovjek", ali malo se zna o ovom izumu.
• Godine 1893. Archie Kempion predstavio je uzorak umjetnog vojnika na parobrod pod imenom Boilerplate, koji je navodno opetovano korišten u praksi, to jest u bitkama.

Sve ove informacije zanimljive su, ali izaziva neke sumnje jer, unatoč naizgled izuzetnim karakteristikama, ti proizvodi nikad nisu bili u masovnoj proizvodnji, za razliku od lokomotiva, parobroda i tako dalje. Najvjerojatnije, postojali su samo u obliku prototipova i nikada nisu pronašli njihovu primjenu, kao igračke za odrasle.

Dvadeseto stoljeće - era vrhunca robotike

U XX. Stoljeću povijest robotike ulazi u završnu fazu, što je dovelo do stvaranja onih robota koje čovječanstvo sada zna.

Probodi se u području elektronike, pojavljuju se diode i triode. Prve se cjevastih računala najprije razvijaju u teoriji, a zatim se primjenjuju.

Istovremeno, prvi elektronski antropoidni robot, kontrolirani na daljinu, sposobni za pomicanje i razgovor. Zatim se pojavljuje elektronički pas koji reagira na svjetlo i sposoban je lajati.

Do kraja prve trećine XX. Stoljeća, radio-kontrolirani androidi uče govoriti telefonom, hodati, čak djelovati kao predavači na izložbi, pušiti cigarete i tako dalje. U tom trenutku, mnogi su već mislili da nema puno lijevo - i roboti bi zamijenili ljude. Međutim, kasnije postaje jasno da ne bi bilo moguće primijeniti androide tog vremena za bilo kakav posao, zbog nedovoljnog razvoja tehnologija u to vrijeme.

Ali ti nalazi ne zaustavljaju izumitelje - androide se i dalje pojavljuju i razvijaju se do sada.

1940.-1950. Nastavlja se poboljšanje elektronike, računala i računalnih programa, pojavi se pojam "umjetne inteligencije", nakon čega je značajan korak u razvoju robotike, roboti brzo "pametni".

Konačno, od početka šezdesetih, počinje se realizirati san čovječanstva: automobili počinju zamijeniti ljude na teškim, opasnim i nezanimljivim poslovima. Prvi robotski manipulatori suvremenog tipa pojavljuju se. Prvo izvode samo najneugodnije za operacije osobe, a zatim izrađuju automatske linije za montažu.

S vremenom počinje ljutnja ljudi za robotima. Za djecu, otvoreni su mnogi krugovi i robotske škole, izrađuju se razne edukativne igračke i dizajneri. Industrija zabave također ne ostaje na stranu - 1986. godine pušten je prvi dio filma "Terminator", koji je napravio pravi osjećaj diljem svijeta.

Domaća robotika

Povijest robotike u Rusiji, kao iu Europi, više od jednog stoljeća. Već neko vrijeme, ruski znanstvenici ne zaostaju svojim europskim kolegama u dizajnu različitih strojeva: zadnja trećina XVIII stoljeću u Rusiji, stroj za računanje, nazvao Jacobson je stroj, a 1790. Ivan Kulibin stvara svoj poznati „jaje” sat. U tih nekoliko ljudskih figurica izgrađeni su za obavljanje određene radnje kao što je sat igrao himnu i druge pjesme.

To su bili ruski znanstvenici koji su napravili nekoliko važnih otkrića za povijest robotike. Semen Nikolayevich Korsakov 1832. postavio je temelje računalne znanosti. Razvio je nekoliko strojeva koji su sposobni proizvesti inteligentne izračune primjenom punch kartica za njih.

Boris Semenovich Jacobi 1838. izumio je i testirala prvi elektromotor, čiji je osnovni projekt ostao relevantan za ovaj dan. Jacobi, postavljajući ga na brod, napravio sa svojom pomoći šetnjom uz Neva.

Akademik PL Chebyshev Godine 1878. predstavio je prvi prototip vozila za šetnju - stojeći automobil.

MA Bonch-Bruevich izumio je 1918. okidač koji je omogućio stvaranje prvih računala, a VK Zvorykin kasnije pokazuje elektronsku cijev koja je pokrenula televiziju.

Prvo računalo pojavilo se u SSSR-u 1948., a već 1950. godine, MESM (mali elektronički računalni stroj) pušten je u to vrijeme najbrži u Europi.

Službeno, povijest robotike u Rusiji može se računati od 1971. godine. Zatim u Moskovskoj višoj tehničkoj školi nazvanoj po Baumanu kreira se posebna stolica za robotiku i mehatroniku na čelu s akademikom EP Popovom. Postao je kreator nacionalne škole inženjerske robotike.

Domaća se znanost adekvatno natjecala sa stranim znanostima. Natrag 1974. godine Sovjetsko računalo postao je svjetski prvak na šahovskom turniru među strojevima. I superračunalo "Elbrus-3", stvoreno 1994. godine, dvostruko je brže od najmoćnijih američkih računala tog vremena. Međutim, on nije bio stavljen u masovnu proizvodnju, vjerojatno zbog teške situacije u toj zemlji.

Ruski automatski kozmonauti

Službeno, početak robotike u Rusiji datira iz 1971. godine. Tada je službeno priznata kao znanost u SSSR-u. Iako su tada ruski automati već bili u punom zamahu preko prostranosti kozmosa.

Godine 1957. prvi je satelit umjetnog Zemlje ušao u orbitu. Godine 1966. stanica Luna-9 odašilje Zemljin radio signal s površine Mjeseca, a Venera-3 aparat uspješno je stigao do planeta i uspostavio plamenac za SSSR.

U samo četiri godine pokrenuta su još dva lunarna postaja i oba su uspješno ispunila svoju misiju. Vozila „Lunohodu-1” isporučena do stanice „Luna-17”, proveo je tri puta više nego što je planirano, i dao ruski znanstvenici mnogo vrijednih informacija.

Godine 1973., druga postaja iste serije isporučila je na mjesec još jedan lunarni rover, koji se također savladao svojom zadaćom.

Robotika u naše vrijeme

Moderni roboti su prodrli u toliko mnogo područja ljudskog života. Njihova raznolikost trese: tu i samo igračke, a cijeli automatizirani tvornice, kirurške centara, umjetne kućni ljubimci, vojnih i civilnih trutovi. Mnoge organizacije na svijetu bave se njihovim stalnim razvojem i poboljšanjem. U Rusiji, lider u robotici istraživanja traje RTC (središnji istraživački institut za robotiku i tehničkog Kibernetika) u St. Petersburgu, osnovan je 1961. godine kao dizajnerski ured na Politehničkom institutu. U ovom najvećem centru razvijeni su elektronički sustavi za Buran, Luna seriju i međunarodnu svemirsku stanicu.

Specijalnost "Mehatronika i robotika" i slični su prisutni na mnogim tehničkim sveučilištima u svijetu. Stručnjaci s takvim obrazovanjem u velikoj su potražnji na tržištu rada, jer automatizacija prodire dublje u mnoge sfere ljudske aktivnosti. Za one koji su zainteresirani za predmet u svoje slobodno vrijeme, puno knjiga o robotici su proizvedeni, kako u Rusiji tako iu drugim zemljama.

Unatoč činjenici da je sadašnja tehnologija je dosegla neviđene visine, a roboti su naširoko koristi od strane ljudi, njihovi humanoidni predstavnici - androida - ostati „bez posla”. Oni su poboljšani, razvili sofisticiranije modele, ali u praktičnoj primjeni su još uvijek beznadno inferiorni u odnosu na njihov kotačima, gusjenicama, pa čak i stacionarni „kolege”, a jesu, i velike igračke. Činjenica je da je ljudsko hodanje vrlo složen proces, nije lako oponašati taj stroj.

Osim toga, s praktičnog gledišta, u humanoidnim robotima nema akutne potrebe. U industriji, stacionarni manipulatori, kombinirani u automatske proizvodne linije, uspješno rade. Isto mjesto gdje želite premjestiti - da li je utovar operacije u skladištu, mina bombi, istraživanje uništenih zgrada - na kotačima i gusjenicama voziti puno lakše i učinkovitije nego imitacija ljudskog nogu.

Ipak, ljudi ne odbijaju raditi na androideima, redovito se održavaju svjetska natjecanja na kojima predstavnici raznih robota pokazuju svoje vještine u upravljanju njihovim proizvodima. Stalno uređeni turniri i izravno između strojeva, na primjer, u šahu ili nogometu.

Razvrstavanje robota

Postoji nekoliko načina klasifikacije. Prema prirodi obavljenog posla, automati su podijeljeni na industrijsku, građevinsku, poljoprivrednu, transportnu, domaću, vojnu, sigurnosnu, medicinsku i istraživačku djelatnost.

Po vrsti upravljanja, podijeljeni su u upravljane, polu-autonomne i potpuno autonomne.

Strojevi prvog tipa jednostavno su daljinski upravljani strojevi (najjednostavniji primjer je dječji radio-kontrolirani automobil ili helikopter). Polužnima može samostalno obavljati neke operacije, ali u ključnim trenucima i dalje je potrebna ljudska intervencija. Potpuno autonomni roboti samostalno obavljaju čitav spektar operacija (na primjer, manipulatori automatskih montažnih vodova).

Prema razini pokretljivosti, ističu se sljedeće klase robota: stacionarni i mobilni. Stacionarni - to su samo manipulatori koji se svi koriste za viđenje, na primjer, u automobilskim postrojenjima. Mobilni je dodatak podijeljen na šetnju, kotače ili alata za indeksiranje.

Bubnjevi moderne proizvodnje

Razne industrijske produkcije su grana u kojoj glavni dio suvremenih automatskih uređaja pronalazi praktičnu primjenu.

Povijest industrijske robotike započinje 1725. godine, kada se u Francuskoj izmišljala bušena vrpca, koja se koristila za programiranje tkalačkih strojeva.

Početak automatizacije proizvodnje došao je u 19. stoljeće, kada je počela masovna proizvodnja automatskih tkalačkih strojeva na bušene kartice u Francuskoj.

Henry Ford ugradio je prvu transportnu liniju za montažu automobila 1913. Skup jednog automobila trajao je oko pola sata. Naravno, ova linija još nije bila u potpunosti automatizirana, kao što je sada, ali to je bio način na kvalitativno novu razinu proizvodnje.

Službeno, uporaba robota u proizvodnji počinje 1961., kada je u pogon General Motors u New Jerseyu instaliran prvi službeno proizvedeni manipulator. Ovaj je stroj radio na hidrauličkim pogonima i programiran je pomoću magnetskog bubnja.

Boom razvoja u sferi industrijske automatizacije došao je 70-ih godina XX. Stoljeća. 1970. godine SAD je stvorio prvi moderni manipulator tipa za industrijsku uporabu: imao je električne pogone s šest stupnjeva slobode i kontroliran je s računala. Paralelno su se u Švicarskoj, Njemačkoj i Japanu razvijali. Godine 1977. prvi Japanski robot proizvodnja.

U ranim 80-General Motors počinje automatizirati svoju proizvodnju, a 1984. njegov početak i Rusija - „AvtoVAZ” dobiva licencu za samostalni proizvodnju robota iz njemačke tvrtke Kuka robotike. Međutim, palma je još uvijek za Japance - u sredinom 90-ih dvije trećine ukupnog broja robota je koncentrirana u Japanu u svijetu, a sada - oko polovice.

Danas zamislite automobil, a svaka druga proizvodnja bez mehaničkih pomoćnika gotovo je nemoguća. Prvo mjesto zauzimaju automatski strojevi za zavarivanje. Točnost robotskog laserskog zavarivanja je desetina milimetra. Takav uređaj može istodobno zahvaćati rezanje metala u dijelove.

Sljedeći su mehanizmi koji obavljaju operacije utovara i istovara, isporuku praznina strojevima i skladištenje gotovih proizvoda.

Treće mjesto u stupnju automatizacije je kovanje-ljevaonica. Do danas, gotovo sve takve trgovine u Europi su robotske, jer radni uvjeti za ljude su vrlo teški.

Ostale operacije za koje se najčešće koriste automatski strojevi su savijanje cijevi, bušenja rupa, glodanje i brušenje površina.

Gdje mogu strojevi zamijeniti ljude?

Odgovor na pitanje hoće li osoba ili robot obavljati određeni posao jest razlika između ljudi i strojeva. Trenutačno čak i najsavršeniji strojevi rade na određenim algoritmima unaprijed programiranim u programu (čak i ako je ponekad vrlo teško). Nemaju slobodu volje, slobodu izbora, želje, impulse, ništa što određuje kreativnu komponentu neke osobe.

Robot može obavljati posao velike složenosti i točnosti, moći će obaviti taj posao pod uvjetima u kojima osoba ne bi živjela sat vremena. Ali on neće moći napisati knjigu ili scenarij za novi film, stvoriti slikarstvo, osim ako ga osoba nije unaprijed odredila u njegovu sjećanju.

Stoga kreativna profesija, gdje je nestandardna važna, nekonvencionalno razmišljanje naravno ostaje za ljude. Robot može biti zavarivač, punjač, ​​slikar, čak i astronaut, no on ne može postati (barem na sadašnjem stupnju razvoja), pisac, pjesnik ili umjetnik.

Je li vrijedno bojati se robota?

Najvažniji strah od čovječanstva u odnosu na strojeve je strah da će, jednom savršeni, jednog dana prestati poslušati i početi živjeti svoj život pretvarajući ljude u robove. Taj je strah ruka pod ruku s razvojem robotike. Na njemu se nalazi i izraz mitologije (primjerice, židovski mit o golemu koji se pobunio protiv svog stvoritelja) i umjetnosti. Najpoznatiji filmovi su "Matrix", "The Terminator", mnoštvo knjiga koje govore o pobuni automobila. Igrama Karela Capeka, koja je rodila riječ "robot", također završava odsluživanjem čovječanstva od strane svojih bivših slugu.

Međutim, u sadašnjoj fazi razvoja znanosti ti su strahovi besmisleni. Roboti nedostaju svijesti, slično ljudskom, tako da uopće ne mogu imati želje, a da ne spominje želju za zarobljavanjem svijeta.

Kako bi se reproducirala svijest stroja, osoba mora prvo razumjeti što je njegova svijest, kako i od čega se formira. Odgovor na to pitanje leži u dubinama ljudskog mozga, koji još nije u potpunosti istražen.

Kako bi se "pobunili", roboti moraju razumjeti što je dominacija svijeta i što im je potrebno.

I do ove točke, bilo koji, čak i najsloženiji i savršeni stroj u osnovi ne razlikuje se od procesora hrane ili aparata za kavu. Dakle, pitanje tko će na kraju biti glavna stvar na Zemlji - robot ili osoba, još nije bitno.