Robotti ( tšekkiläinen robotti , sanasta robota - "pakkotyö") on automaattinen laite, joka on suunniteltu suorittamaan erilaisia mekaanisia toimintoja ja joka toimii ennalta määrätyn ohjelman mukaan .
Yleensä robotti saa tietoa ympäröivän tilan tilasta sensorien ( elävien organismien aistielinten teknisten analogien ) kautta. Robotti voi itsenäisesti suorittaa tuotanto- ja muita toimintoja korvaten osittain tai kokonaan ihmistyön [1] [2] . Samaan aikaan robotti voi sekä kommunikoida käyttäjän kanssa vastaanottaen häneltä käskyjä (manuaalinen ohjaus) että toimia itsenäisesti ohjelmoidun ohjelman mukaisesti (automaattinen ohjaus).
Robottien käyttötarkoitus voi olla hyvin monipuolinen, viihteestä ja puhtaasti teolliseen käyttöön . Robottien ulkonäkö on muodoltaan ja sisällöltään monipuolinen, se voi olla mitä tahansa, vaikka usein eri elävien olentojen anatomian elementtejä lainataan solmusuunnitelmiin, jotka sopivat suoritettavaan tehtävään.
Tietotekniikassa "robotit" tarkoittavat myös tiettyjä itsenäisesti toimivia ohjelmia , kuten botteja tai hakurobotteja .
Sanan "robotti" ehdotti tšekkiläinen taiteilija Josef Capek , ja hänen veljensä, kirjailija Karel Capek , käytti sitä ensimmäistä kertaa näytelmässä R.U.R. (Rossumin universaalit robotit, 1920 ). Näin Karel Capek itse kuvailee sitä: "... eräänä kauniina päivänä ... kirjoittaja keksi näytelmän juonen. Ja kun rauta oli kuumaa, hän juoksi uuden idean kanssa veljensä Josephin luo, taiteilijan, joka tuolloin seisoi maalaustelineen ääressä... Kirjoittaja hahmotteli juonen niin lyhyesti kuin pystyi... "Mutta minä en tiedä", kirjoittaja sanoi, "miten nimitän keinotekoisia työntekijöitä. Kutsuisin heitä työläisiksi [ilmeisesti englanninkielisestä sanasta labor - P. B.], mutta minusta tämä näyttää liian kirjalliselta. "Kutsukaa siis heitä roboteiksi", taiteilija mutisi... jatkaen kankaan pohjustamista..." [3] Varhaisvenäläisissä käännöksissä käytettiin sanaa "työläinen" [4] [5] .
Ajatus keinotekoisista olentoista mainittiin ensimmäisen kerran muinaisessa kreikkalaisessa myytissä Kadmuksesta , joka tapettuaan lohikäärmeen, hajotti hampaansa maahan ja hautasi ne, hampaista kasvoi sotilaita, ja toisessa antiikin kreikkalaisessa myytissä Pygmalionista . , joka puhalsi elämää luomaansa patsaaseen - Galateaan. Myös Hephaistosta koskevassa myytissä kerrotaan , kuinka hän loi itselleen erilaisia palvelijoita. Juutalainen legenda kertoo savimiehestä Golemista , jonka Prahan rabbi Yehuda ben Bezalel herätti henkiin kabbalistisen magian avulla .
Samanlainen myytti kerrotaan Skandinavian eeposessa Nuorempi Edda . Se kertoo savijättiläisestä Mökkurkalvista [6] , jonka peikko Hrungnir [6] loi taistelemaan ukkonen jumalan Thorin kanssa .
Tietoa nykyaikaisten robottien prototyyppien - mekaanisista henkilöistä automaattiohjauksella - ensimmäisestä käytännön sovelluksesta on peräisin hellenistiselle aikakaudelle. Sitten Pharoksen saarelle rakennettuun majakkaan asennettiin neljä kullattua naishahmoa. Päivällä ne paloivat auringon säteissä, ja yöllä ne olivat kirkkaasti valaistuja, niin että ne näkyivät aina selvästi kaukaa. Nämä patsaat tietyin väliajoin, kääntämällä, lyövät pois pullot; yöllä he soittivat trumpetin ääniä varoittaen merimiehiä rannikon läheisyydestä [7] .
Robottien prototyypit olivat myös arabien tiedemiehen ja keksijän Al- Jazarin (1136-1206) luomia mekaanisia hahmoja. Joten hän loi veneen neljän mekaanisen muusikon kanssa, jotka soittivat tamburiinia, harppua ja huilua.
Humanoidirobotin piirustuksen teki Leonardo da Vinci noin vuonna 1495 . Leonardon 1950-luvulla löydetyt muistiinpanot sisälsivät yksityiskohtaisia piirustuksia mekaanisesta ritarista, joka pystyi istumaan, levittämään käsiään, liikuttamaan päätään ja nostamaan visiiriä. Suunnittelu perustuu todennäköisesti Vitruvian Man -kirjassa tallennettuihin anatomisiin tutkimuksiin . Ei tiedetä, yrittikö Leonardo rakentaa robottia [8] .
1500-1700-luvuilla Länsi-Euroopassa yleistyi automaattien suunnittelu - kellomekanismit, jotka ulkoisesti muistuttavat ihmisiä tai eläimiä ja jotka joskus pystyvät suorittamaan melko monimutkaisia liikkeitä. Smithsonian Institutionin kokoelma sisältää yhden varhaisimmista esimerkeistä tällaisista automaateista, "espanjalaisen munkin" (noin 40 cm korkea), joka pystyy kävelemään lyömällä rintaansa oikealla kädellään ja nyökkäämällä päätään; ajoittain hän tuo puuristin vasemmassa kädessään huulilleen ja suutelee sitä. Tämän automaatin uskotaan valmistaneen noin vuonna 1560 mekaanikko Juanelo Turriano toimesta keisari Kaarle V :lle [9] .
1700-luvun alusta lähtien lehdistössä alkoi ilmestyä raportteja koneista, joissa oli "älyn merkkejä", mutta useimmissa tapauksissa kävi ilmi, että tämä oli petos. Eläviä ihmisiä tai koulutettuja eläimiä piiloutuivat mekanismeihin.
Ranskalainen mekaanikko ja keksijä Jacques de Vaucanson loi vuonna 1738 ensimmäisen toimivan humanoidilaitteen ( androidin ), joka soitti huilua. Hän teki myös mekaanisia ankkoja, joiden sanottiin voivan nokkia ruokaa ja "ulostaa".
Japani sijoittui 2000-luvun puolivälissä myös maailman ensimmäiseksi teollisuusrobottien viennissä.
2010-luku
2020-luku
Roboteista on tulossa enemmän ihmisten kaltaisia. Edistystä useilla aloilla kerralla - tietokonenäkö, koneoppiminen, pienten mutta tehokkaiden mikropiirien luominen roboteille, ajatteluun kykenevän ja sen lambda-sanat ymmärtävän tekoälyn luominen. Neuroverkot ovat yleistymässä.
”Nykyaikaisia robotteja, jotka on luotu tieteen ja tekniikan uusimpien saavutusten pohjalta, käytetään kaikilla ihmisen toiminnan osa-alueilla. Ihmiset ovat saaneet uskollisen avustajan, joka pystyy paitsi tekemään ihmishengelle vaarallisia töitä, myös vapauttamaan ihmiskunnan yksitoikkoisista rutiinitoimista."
- I. M. Makarov , Yu. I. Topcheev . "Robotiikka: historia ja tulevaisuudennäkymät" [12]Suunnittelun mukaan robotit voidaan jakaa kahteen tyyppiin:
Kansainvälisen standardointijärjestön luokituksen mukaan robotit jaetaan kahteen tyyppiin:
Numeerisella ohjauksella ( CNC ) varustettujen työstökoneiden tulo johti ohjelmoitavien manipulaattorien luomiseen erilaisiin työstökoneiden lastaus- ja purkutoimintoihin. Mikroprosessoriohjausjärjestelmien ilmestyminen 1970-luvulla ja erikoisohjauslaitteiden korvaaminen ohjelmoitavilla ohjaimilla mahdollistivat robottien kustannusten kolminkertaisuuden, mikä teki niiden massiivisesta käyttöönotosta teollisuudessa kannattavaa [13] .
Palvelurobotti auttaa ihmisiä suorittamalla rutiini-, etä-, vaarallisia tai toistuvia töitä, mukaan lukien kotityöt. Yleensä ne ovat itsenäisiä ja/tai niitä ohjaa integroitu ohjausjärjestelmä, jossa on mahdollisuus manuaaliseen ohjaukseen. Kansainvälinen standardointijärjestö määrittelee "palvelurobotin" robotiksi, "joka suorittaa hyödyllisiä tehtäviä ihmisille tai laitteille, lukuun ottamatta teollisuusautomaatiosovelluksia".
Tehtävän toiminnon mukaan robotteja voidaan kutsua seuraaviin tyyppeihin [14] :
Robotteja käyttävät laajalti poliisi , valtion turvallisuusvirastot , hätäpalvelut , osastojen ja yksiköiden ulkopuoliset turvallisuusjoukot . Vuonna 2007 Moskovan "Laboratory of Three-Dimensional Vision" [15] kehittämän venäläisen poliisirobotin R-BOT 001 ensimmäiset testit testattiin Permissä . Tulipalojen sammuttamisessa käytetään robottipalonsammutuslaitteistoja . Pelastuslaitokset ja poliisi käyttävät operatiiviseen tiedusteluun "lentäviä robotteja" - ( miehittämättömiä ilma-ajoneuvoja ) [16] . Suorittaessaan vedenalaista tutkimusta mahdollisesti vaarallisista kohteista sekä etsintä- ja pelastusoperaatioista Venäjän EMERCOM käyttää Gnome -sarjan vedenalaisia robotteja, joita Moskovan Underwater Robotics on valmistanut vuodesta 2001 [17] .
TaistelurobotitTaistelurobotti on automaattinen laite, joka korvaa ihmisen taistelutilanteissa tai työskennellessään sotilaallisiin tarkoituksiin sotilaallisiin tarkoituksiin soveltumattomissa olosuhteissa: tiedustelu , taisteluoperaatiot, miinanraivaus jne. Taistelurobotit eivät ole vain automaattisia laitteita, joissa on antropomorfista toimintaa, vaan ne ovat osittain. tai kokonaan korvaamaan ihmisen, mutta myös toimimaan ilma- ja vesiympäristössä, joka ei ole ihmisen elinympäristö (lentokoneiden miehittämättömät ilma-alukset kauko-ohjauksella, vedenalaiset ajoneuvot ja pinta-alukset). Useimmat taistelurobotit ovat teleläsnäololaitteita , ja vain harvat mallit pystyvät suorittamaan joitakin tehtäviä itsenäisesti ilman käyttäjän väliintuloa.
Professori Henrik Christensenin johtama Georgia Institute of Technology on kehittänyt muurahaisia muistuttavia hyönteisrobotteja, jotka voivat skannata rakennuksesta vihollisia ja ansoja. Lentävät robotit ovat myös yleistyneet joukkojen keskuudessa . Vuoden 2012 alussa armeijan käytössä oli noin 10 tuhatta maa- ja 5 tuhatta lentävää robottia ympäri maailmaa; 45 maailman maata kehitti tai osti sotilasrobotteja [16] .
Vuonna 2015 Quantico Marinesin sotilastukikohdassa Yhdysvalloissa testattiin Boston Dynamicsin kaksi vuotta aiemmin kehittämän Spot-robottikoiran prototyyppiä joukkojen käyttöön tiedustelussa, partioinnissa ja lastin kuljettamisessa. Testien aikana robotti tutki tilat vihollisen esiintymisen varalta ja välitti tiedot havaituista kohteista operaattorin konsoliin [18] .
RobottitutkijatEnsimmäiset robottitutkijat Adam ja Eve luotiin osana Aberystwythin yliopiston Robot Scientist -projektia, ja vuonna 2009 yksi heistä teki ensimmäisen tieteellisen löydön [19] .
Robotit-tieteilijät sisältävät robotteja, joiden avulla tutkittiin Kheopsin suuren pyramidin tuuletuskuiluja ja ns. "Gantenbrink-ovet" ja "Cheopsin markkinaraot".
RobottiopettajatTomskin ammattikorkeakoulun nuoret tutkijat kehittivät vuonna 2016 yhden ensimmäisistä esimerkeistä robottiopettajasta . Yliopiston lehdistöpalvelu kertoi toukokuussa 2016, että mobiilirobotin avulla yliopiston lyseon opiskelijat voivat saada matematiikan, fysiikan, kemian ja tietojenkäsittelytieteen teoreettista ja käytännön tietoa syksystä alkaen. samana vuonna [20] .
Liikkumiseen avoimilla alueilla käytetään useimmiten pyörillä varustettua tai toukkaa ( Warrior ja PackBot ovat esimerkkejä tällaisista roboteista ). Kävelyjärjestelmiä käytetään harvemmin ( BigDog ja Asimo ovat esimerkkejä tällaisista roboteista ). Epätasaisille pinnoille luodaan hybridirakenteita, joissa pyörän tai telaketjun liike ja monimutkainen pyöräkinematiikka yhdistyvät. Tätä mallia sovellettiin kuunkulkijassa .
Sisätiloissa, teollisuuslaitoksissa robotit liikkuvat yksikiskoja pitkin, lattiakiskoja pitkin jne. Liikkumiseen kaltevia tai pystysuoraa tasoa pitkin putkien läpi käytetään järjestelmiä, jotka ovat samanlaisia kuin "kävely" rakenteet, mutta joissa on tyhjiöimukupit [21] [22 ] ] . Korkeajännitteisten voimalinjojen mittaamiseen suunniteltujen robottien yläosassa on pyörillä varustettu alusta , joka liikkuu johtoja pitkin [23] [24] [25] . Tunnetaan myös robotteja, jotka käyttävät elävien organismien - käärmeet [26] [27] , madot [28] , kalat [29] [30] , linnut [31] , hyönteiset [32] ja muut; vastaavasti he puhuvat ryömimisestä [33] [34] , insektomorfisista ( latinasta Insecta - hyönteinen) [35] ja muun tyyppisistä bionista alkuperää olevista roboteista.
Tunnistusjärjestelmät pystyvät jo nyt määrittämään yksinkertaiset kolmiulotteiset esineet, niiden suunnan ja kokoonpanon avaruudessa ja voivat myös täydentää puuttuvia osia tietokannan tietojen avulla (esimerkiksi koota Lego-konstruktorin).
Robotit käyttävät tasavirtamoottoreita, polttomoottoreita, askelmoottoreita , servoja . On kehitetty moottoreita, jotka eivät käytä moottoreita suunnittelussaan: esimerkiksi tekniikka materiaalin pelkistämiseksi sähkövirran (tai kentän) vaikutuksen alaisena (katso sähköaktiiviset polymeerit ), jonka avulla voit sovittaa paremmin moottorin liikkeitä. robotti elävien olentojen luonnollisilla sujuvailla liikkeillä.
Amerikkalainen tekoälyasiantuntija Gary Markus huomauttaa, että tekoälykehittäjien tulisi pysyä mahdollisimman kaukana luomasta järjestelmiä, jotka karkaavat käsistä liian helposti. Esimerkiksi kaikki työ robottien luomiseksi, jotka voivat suunnitella ja luoda muita robotteja, on suoritettava erittäin huolellisesti ja vain useiden asiantuntijoiden tiiviissä valvonnassa, koska väärien päätösten seurauksia tällä alalla on erittäin vaikea ennustaa. [36] .
Tekniikat kehittyneet[ kenen toimesta? ][ milloin? ] , jolloin robotit voivat ladata itseään etsimällä kiinteän latausaseman ja muodostamalla yhteyden siihen.
Jo laajalti käytettyjen hermoverkkoteknologioiden lisäksi on olemassa itseoppivia algoritmeja robotin vuorovaikutukseen ympäröivien objektien kanssa todellisessa kolmiulotteisessa maailmassa: Aibo -robottikoira tällaisten algoritmien hallinnassa kävi läpi samat vaiheet kuin vastasyntyneenä vauvana oppiminen, itsenäisesti oppiminen koordinoimaan raajojensa liikkeitä ja olemaan vuorovaikutuksessa ympäröivien esineiden kanssa (helistit leikkikehässä). Tämä antaa toisen esimerkin matemaattisesta ymmärryksestä ihmisen korkeamman hermostotoiminnan algoritmeista.
Järjestelmiä ympäröivän tilan mallin rakentamiseen ultraäänellä tai lasersäteellä skannaamalla käytetään laajalti robottiautokilpailuissa (jotka ohittavat jo onnistuneesti ja itsenäisesti todelliset kaupunkiradat ja tiet epätasaisessa maastossa ottaen huomioon odottamattomat esteet).
Japanissa ihmisestä ensisilmäyksellä erottumattomien robottien kehitys ei lopu. Robottien "kasvojen" tunteiden ja ilmeiden jäljittelytekniikkaa kehitetään [ 37 ] .
Kesäkuussa 2009 Tokion yliopiston tutkijat paljastivat humanoidirobotin KOBIANin, joka voi jäljitellä ihmisen tunteita – onnea, pelkoa, yllätystä, surua, vihaa, inhoa – eleillä ja ilmeillä. Robotti pystyy avaamaan ja sulkemaan silmänsä, liikuttamaan huuliaan ja kulmakarvojaan sekä käyttämään käsiään ja jalkojaan [38] .
On olemassa robottien tuotantoon erikoistuneita yrityksiä ( iRobot Corporation , Boston Dynamics ). Robotteja valmistavat myös eräät korkean teknologian yritykset : ABB , Honda , Mitsubishi , Sony , MKOIS, AEMTK, NOKIA Robotics, Gostai , KUKA .
Robottinäyttelyitä järjestetään - esimerkiksi maailman suurin kansainvälinen robottinäyttely ( iRex ; järjestetään marraskuun alussa joka toinen vuosi Tokiossa , Japanissa) [39] [40] .
Robotisaatio on ihmisten syrjäyttämistä tuotantoprosessista, korvaamalla heidät automatisoiduilla ja robottikoneilla ja tuotantolinjoilla, minkä yhteydessä vapautuu resursseja palvelusektorin kehittämiseen . [41]
Viime vuosina maailmassa [42] [43] ja Venäjällä [44] [45] [46] on ilmestynyt monia artikkeleita sosiaalisista riskeistä (työttömyys, eriarvoisuus jne.), jotka liittyvät uusien "miehittämättömien" teknologioiden käyttöönottoon. . On olemassa vaara, että huomattava osa työpaikoista automatisoituu, mikä edellyttää uudelleenkoulutusta ja uusien työpaikkojen ja työmuotojen etsimistä miljoonille asiantuntijoille; Venäjällä noin 44 % työntekijöistä on mahdollisesti alttiina näille prosesseille [46] . Taloudessa on kompensaatiomekanismeja [47] ja erilaisia esteitä, jotka vähentävät tällaisten muutosten nopeutta ja edistävät työmarkkinoiden sopeutumista . Tällaisia mekanismeja ovat muun muassa työvoiman uudelleen- ja jatkokoulutus ( STEAM ), uusien toimialojen kehittäminen (esimerkiksi tieto- ja viestintätekniikka , luovat teollisuudenalat ), yrittäjyyden kehittäminen jne. [48] .
Historiallisesti katsottuna teknologinen kehitys on luonut enemmän työpaikkoja kuin vähentänyt; ja vanha sukupolvi poistui vähitellen työmarkkinoilta tekniikan muuttuessa [45] . Mutta riskinä on, että vuoden 2020 jälkeen muutosvauhti voi olla liian korkea, ja osa väestöstä ei ole valmis jatkuvaan oppimiseen ja kilpailuun robottien kanssa. Ne muodostavat niin sanotun " tietämättömyystalouden " [49] .
Vuoden 2020 kriisi on nopeuttanut talouden digitaalista muutosta: etätyötä, verkko-oppimista, verkkotilauksia, prosessiautomaatiota jne. [50] ja terävöittänyt jälleen keskustelua digitalisaation ja automaation sosiaalisista riskeistä [51] .
Mallinnolla on suunta , joka sisältää sekä radio-ohjattujen että autonomisten robottien luomisen.
Kilpailuja järjestetään useilla pääalueilla.
Venäjän mobiilirobottien kilpailut:
Autonomisiin robottikilpailuihin kuuluvat: liikkuminen vastakkaisella kaistalla nopeudella, sumopaini , robottijalkapallo .
Keksijä Pete Redmond loi RuBot II -robotin, joka pystyy ratkaisemaan Rubikin kuution 35 sekunnissa. Ja vuonna 2016 robotti Sub1 ratkaisi Rubikin kuution 0,637 sekunnissa. [55]
Robotit kulttuurisena ilmiönä nousivat esiin Karel Čapekin näytelmässä RUR , joka kuvaa liukuhihnaa, jossa robotit kokoavat itsensä. Teknologian kehittymisen myötä ihmiset näkivät mekaanisissa luomuksissa enemmän kuin vain leluja. Kirjallisuus heijasteli ihmiskunnan pelkoa mahdollisuudesta korvata ihmiset omilla luomuksilla. Näitä ideoita kehitettiin edelleen elokuvissa Metropolis (1927), Blade Runner (1982) ja Terminator (1984). Kuinka tekoälyä käyttävistä roboteista tulee todellisuutta ja ne ovat vuorovaikutuksessa ihmisten kanssa, esitetään Steven Spielbergin ohjaamissa elokuvissa Artificial Intelligence (2001) ja Alex Proyasin ohjaamissa I, Robot (2004).
Tieteiskirjallisuudesta tunnetaan kolme robotiikan lakia , jotka ensin muotoili Isaac Asimov ( John Campbellin [56] avulla) tarinassa "Round Dance" (1942):
Japanissa anime on saavuttanut suosiota , jossa robotit esiintyvät. Sarjat kuten " Transformers ", " Gundam ", " Voltron ", " Neon Genesis Evangelion " ja " Gurren Lagann " ovat tulleet japanilaisen animaation symboleiksi. Suurelta osin tästä johtuen roboteista on vuodesta 1980-1990 lähtien tullut osa Japanin kansallista kulttuuria sekä osa sitä koskevia stereotypioita.
On olemassa videopelien genre, joka liittyy suoraan robotti- turkissimulaattoreihin . Tämän genren tunnetuin edustaja on MechWarrior - pelisarja . Pelit, kuten Lost Planet , Shogo: Mobile Armor Division , Quake IV , Chrome , Unreal Tournament 3 , Battlefield 2142 , FEAR 2: Project Origin , Tekken , Mortal Kombat , pystyvät ohjaamaan robotteja. Toinen esimerkki videopelistä, jossa on robotteja, on Scrapland .
Mozilla Firefox -selaimessa 3. versiosta alkaen on erityinen sivu about:robots - virtuaalinen pääsiäismuna , jossa on koominen viesti roboteilta ihmisille.
Vuonna 2007 Saksaan perustettiin musikaaliryhmä Compressorhead , joka koostuu roboteista ja soittaa heavy metalin tyyliin .
Muuta:
Temaattiset sivustot | ||||
---|---|---|---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat | ||||
|
Robotiikka | |
---|---|
Tärkeimmät artikkelit | |
Robottityypit | |
Merkittäviä robotteja | |
Aiheeseen liittyvät termit |