En robot ( tjekkisk robot , fra robota - "tvangsarbejde") er en automatisk enhed designet til at udføre forskellige former for mekaniske operationer, som fungerer i henhold til et forudbestemt program .
Robotten modtager normalt information om det omgivende rums tilstand gennem sensorer (tekniske analoger af levende organismers sanseorganer ). Robotten kan selvstændigt udføre produktion og andre operationer, delvist eller fuldstændigt erstatte menneskelig arbejdskraft [1] [2] . Samtidig kan robotten både kommunikere med operatøren , modtage kommandoer fra ham (manuel styring) og handle autonomt i overensstemmelse med det programmerede program (automatisk styring).
Formålet med robotter kan være meget forskelligartet, fra underholdning og anvendt til rent industrielt . Udseendet af robotter er forskelligartet i form og indhold, det kan være hvad som helst, selvom elementer af forskellige levende væseners anatomi ofte er lånt i design af noder, der er egnede til den opgave, der udføres.
Inden for informationsteknologi refererer "robotter" også til visse selvstændigt fungerende programmer , såsom bots eller søgerobotter .
Ordet "robot" blev foreslået af den tjekkiske kunstner Josef Capek og brugt af hans bror, forfatteren Karel Capek , for første gang i skuespillet R.U.R. (Rossum's Universal Robots, 1920 ). Sådan beskriver Karel Capek det selv: ”... en skønne dag ... fandt forfatteren på plottet ... til et teaterstykke. Og mens jernet var varmt, løb han med en ny idé til sin bror Joseph, en kunstner, der på det tidspunkt stod ved staffeliet ... Forfatteren skitserede plottet så kort, han kunne ... "Men det gør jeg' Jeg ved ikke," sagde forfatteren, "hvordan jeg navngiver kunstige arbejdere. Jeg ville kalde dem arbejdere [tilsyneladende fra det engelske ord labor - P. B.], men det forekommer mig, at dette er for bogligt. "Så kald dem robotter," mumlede kunstneren, ... fortsatte med at prime lærredet ..." [3] Tidlige russiske oversættelser brugte ordet "arbejder" [4] [5] .
Ideen om kunstige væsner blev først nævnt i den antikke græske myte om Cadmus , som efter at have dræbt dragen, spredte sine tænder på jorden og begravede dem, voksede soldater ud af tænderne, og i en anden gammel græsk myte om Pygmalion , der pustede liv i den statue han skabte - Galatea. Også i myten om Hefaistos fortælles det, hvordan han skabte forskellige tjenere til sig selv. Jødisk legende fortæller om en lermand - Golem , som blev genoplivet af Prags rabbiner Yehuda ben Bezalel ved hjælp af kabbalistisk magi .
En lignende myte berettes i det skandinaviske epos den yngre Edda . Den fortæller om lerkæmpen Mökkurkalvi [6] , skabt af trolden Hrungnir [6] for at kæmpe med Thor , tordenguden .
Information om den første praktiske anvendelse af prototyperne af moderne robotter - mekaniske mennesker med automatisk styring - går tilbage til den hellenistiske æra. Derefter, på fyrtårnet bygget på øen Pharos , blev fire forgyldte kvindefigurer installeret. Om dagen brændte de i solens stråler, og om natten var de stærkt oplyste, så de altid var tydeligt synlige langvejs fra. Disse statuer med visse mellemrum, drejning, slå af kolberne; om natten lavede de trompetlyde og advarede søfolk om kystens nærhed [7] .
Prototyperne af robotter var også mekaniske figurer skabt af den arabiske videnskabsmand og opfinder Al-Jazari (1136-1206). Så han skabte en båd med fire mekaniske musikere, der spillede tamburiner, harpe og fløjte.
Tegningen af en menneskelig robot blev lavet af Leonardo da Vinci omkring 1495 . Leonardos notater, fundet i 1950'erne , indeholdt detaljerede tegninger af en mekanisk ridder, der kunne sidde, sprede sine arme, bevæge hovedet og løfte visiret. Designet er højst sandsynligt baseret på anatomiske undersøgelser optaget i Vitruvian Man . Det er uvist, om Leonardo forsøgte at bygge en robot [8] .
I det 16.-18. århundrede blev design af automater udbredt i Vesteuropa - urværksmekanismer, der udadtil ligner mennesker eller dyr og nogle gange er i stand til at udføre ret komplekse bevægelser. Samlingen af Smithsonian Institution indeholder et af de tidligste eksempler på sådanne automater, den "spanske munk" (ca. 40 cm høj), der er i stand til at gå ved at slå på brystet med højre hånd og nikke med hovedet; med jævne mellemrum bringer han trækorset i venstre hånd til sine læber og kysser det. Det menes, at denne automat blev lavet omkring 1560 af mekanikeren Juanelo Turriano for kejser Karl V [9] .
Fra begyndelsen af det 18. århundrede begyndte der at komme rapporter i pressen om maskiner med "tegn på intelligens", men i de fleste tilfælde viste det sig, at der var tale om bedrageri. Levende mennesker eller trænede dyr gemte sig inde i mekanismerne.
Den franske mekaniker og opfinder Jacques de Vaucanson skabte i 1738 den første fungerende humanoide enhed ( en android ), der spillede på en fløjte. Han lavede også mekaniske ænder, der efter sigende kunne hakke mad og "defecate".
I midten af 2000'erne lå Japan også på førstepladsen i verden inden for eksport af industrirobotter.
2010'erne
2020'erne
Robotter bliver mere som mennesker. Fremskridt på flere områder på én gang - computervision, maskinlæring, skabelsen af små, men kraftfulde mikrokredsløb til robotter, skabelsen af AI, der er i stand til at tænke og forstå dets lambda-ord. Neurale netværk er ved at blive meget almindelige.
"Moderne robotter, skabt på grundlag af de seneste resultater inden for videnskab og teknologi, bruges på alle områder af menneskelig aktivitet. Folk har modtaget en trofast assistent, der er i stand til ikke kun at udføre arbejde, der er farligt for menneskeliv, men også befri menneskeheden fra monotone rutineoperationer."
- I. M. Makarov , Yu. I. Topcheev . "Robotics: Historie og udsigter" [12]I henhold til designet kan robotter opdeles i følgende to typer:
I henhold til klassificeringen af International Organization for Standardization er robotter opdelt i følgende to typer:
Fremkomsten af værktøjsmaskiner med numerisk styring ( CNC ) førte til skabelsen af programmerbare manipulatorer til en række forskellige operationer til lastning og losning af værktøjsmaskiner. Fremkomsten i 1970'erne af mikroprocessorkontrolsystemer og udskiftningen af specialiserede styreenheder med programmerbare controllere gjorde det muligt at reducere omkostningerne ved robotter med en faktor på tre, hvilket gjorde deres masseintroduktion i industrien rentabel [13] .
En servicerobot hjælper folk ved at udføre rutinemæssigt, fjerntliggende, farligt eller gentagne arbejde, inklusive husarbejde. Som regel er de autonome og/eller styret af et integreret styresystem med mulighed for manuel styring. Den Internationale Standardiseringsorganisation definerer en "servicerobot" som en robot "der udfører nyttige opgaver for mennesker eller udstyr, undtagen industrielle automationsapplikationer."
I overensstemmelse med den udførte funktion kan robotter kaldes følgende typer [14] :
Robotter bruges i vid udstrækning af politiet , statslige sikkerhedsmyndigheder , beredskabstjenester , afdelings- og ikke-afdelingsmæssige sikkerhedsstyrker . I 2007 blev de første test af den russiske politirobot R-BOT 001 , udviklet af Moskva-virksomheden "Laboratory of Three-Dimensional Vision" [15] , først testet i Perm . Ved slukning af brande anvendes robotbrandslukningsinstallationer . Til operativ efterretning bruger beredskabsinstanser og politiet "flyvende robotter" - ( ubemandede luftfartøjer ) [16] . Når de udfører en undervandsundersøgelse af potentielt farlige genstande og eftersøgnings- og redningsoperationer, bruger EMERCOM i Rusland undervandsrobotter af Gnome -serien, produceret siden 2001 af Moskva-virksomheden Underwater Robotics [17] .
KamprobotterEn kamprobot er en automatisk anordning, der erstatter en person i kampsituationer, eller når man arbejder under forhold, der er uforenelige med menneskelige evner til militære formål: rekognoscering , kampoperationer, minerydning osv. Kamprobotter er ikke kun automatiske anordninger med antropomorf handling, som er delvist eller helt erstatte en person, men også operere i et luft- og vandmiljø, der ikke er et menneskeligt habitat (fly ubemandede luftfartøjer med fjernbetjening, undervandsfartøjer og overfladeskibe). De fleste kamprobotter er telepresence-enheder , og meget få modeller har evnen til at udføre nogle opgaver selvstændigt uden operatørindblanding.
Georgia Institute of Technology , med professor Henrik Christensen i spidsen, har udviklet myrelignende insektomorfe robotter, der kan scanne en bygning for fjender og booby-fælder. Flyvende robotter er også blevet udbredt blandt tropperne . I begyndelsen af 2012 blev omkring 10 tusinde jord- og 5 tusinde flyvende robotter brugt af militæret rundt om i verden; 45 lande i verden udviklede eller købte militærrobotter [16] .
I 2015, på Quantico Marines militærbase i USA, blev en prototype af Spot-robothunden, udviklet to år tidligere af Boston Dynamics til brug for tropper til rekognoscering, patruljering og transport af last, testet. Under testene undersøgte robotten lokalerne for tilstedeværelsen af en fjende i dem og transmitterede data om de opdagede mål til operatørens konsol [18] .
RobotforskereDe første robotforskere Adam og Eva blev skabt som en del af Robot Scientist- projektet ved Aberystwyth University, og i 2009 gjorde en af dem den første videnskabelige opdagelse [19] .
Robotforskerne omfatter robotter, ved hjælp af hvilke ventilationsskakterne i Den Store Keopspyramide blev udforsket og den såkaldte. "Gantenbrink døre" og "Cheops nicher".
RobotlærereEt af de første eksempler på en robotlærer blev udviklet i 2016 af unge forskere fra Tomsk Polytechnic University . I maj 2016 oplyste universitetets pressetjeneste, at studerende ved universitetets lyceum ved hjælp af en mobil robot vil kunne modtage teoretisk og praktisk viden inden for matematik, fysik, kemi og datalogi fra efteråret d. samme år [20] .
Til bevægelse i åbne områder bruges oftest en hjul- eller larveflytter ( Warrior og PackBot er eksempler på sådanne robotter ). Gåsystemer er mindre almindeligt anvendte ( BigDog og Asimo er eksempler på sådanne robotter ). Til ujævne overflader skabes hybridstrukturer, der kombinerer hjul- eller larvekørsel med kompleks hjulkinematik. Dette design blev anvendt i måne-roveren .
Indendørs, på industrianlæg bevæger robotter sig langs monorails , langs gulvspor osv. For at bevæge sig langs skrå eller lodrette planer, gennem rør, bruges systemer, der ligner "gående" strukturer, men med vakuumsugekopper [21] [22 ] . Robotter designet til at undersøge højspændingsledninger har chassis på hjul i deres øvre del , der bevæger sig langs ledningerne [23] [24] [25] . Der kendes også robotter, der bruger principperne for bevægelse af levende organismer - slanger [26] [27] , orme [28] , fisk [29] [30] , fugle [31] , insekter [32] og andre; følgelig taler de om kravlende [33] [34] , insektomorfe (fra latin Insecta - insekt) [35] og andre typer robotter af bionisk oprindelse.
Genkendelsessystemer er allerede i stand til at bestemme simple tredimensionelle objekter, deres orientering og sammensætning i rummet, og kan også færdiggøre de manglende dele ved hjælp af information fra deres database (for eksempel samle en Lego-konstruktør).
Robotter bruger jævnstrømsmotorer, forbrændingsmotorer, stepmotorer , servoer . Der er udviklinger af motorer, der ikke bruger motorer i deres design: for eksempel teknologien til at reducere materiale under påvirkning af en elektrisk strøm (eller felt) (se elektroaktive polymerer ), som giver dig mulighed for at matche bevægelserne af robot med de naturlige jævne bevægelser af levende væsener.
Den amerikanske AI-specialist Gary Markus påpeger, at AI-udviklere bør holde sig så langt væk som muligt fra at skabe systemer, der for nemt kan komme ud af hånden. For eksempel skal ethvert arbejde med at skabe robotter, der kan designe og skabe andre robotter, udføres med stor omhu og kun under tæt opsyn af en række eksperter, da konsekvenserne af forkerte beslutninger på dette område er meget vanskelige at forudsige. [36] .
Teknologier udviklet[ af hvem? ][ hvornår? ] , hvilket giver robotter mulighed for selvstændigt at genoplade ved at finde en stationær ladestation og oprette forbindelse til den.
Ud over de allerede meget anvendte neurale netværksteknologier er der selvlærende algoritmer til interaktion mellem en robot og omgivende objekter i den virkelige tredimensionelle verden: Aibo -robothunden under kontrol af sådanne algoritmer gennemgik de samme stadier af læring som en nyfødt baby, selvstændig lære at koordinere bevægelserne af sine lemmer og interagere med omgivende genstande (rangler i kravlegården). Dette giver endnu et eksempel på en matematisk forståelse af algoritmerne for en persons højere nervøse aktivitet.
Systemer til at konstruere en model af det omgivende rum ved ultralyd eller ved scanning med en laserstråle er meget udbredt i robotbilløb (som allerede med succes og uafhængigt passerer rigtige byspor og veje i ujævnt terræn under hensyntagen til uventede forhindringer).
I Japan stopper udviklingen af robotter, der har et udseende, der ved første øjekast ikke kan skelnes fra et menneske, ikke. Teknikken til efterligning af følelser og ansigtsudtryk af robotters "ansigt" er under udvikling [37] .
I juni 2009 afslørede forskere ved University of Tokyo den humanoide robot KOBIAN, som kan efterligne menneskelige følelser - lykke, frygt, overraskelse, tristhed, vrede, afsky - gennem fagter og ansigtsudtryk. Robotten er i stand til at åbne og lukke øjnene, bevæge sine læber og øjenbryn, bruge sine arme og ben [38] .
Der er virksomheder med speciale i produktion af robotter ( iRobot Corporation , Boston Dynamics ). Robotter produceres også af nogle højteknologiske virksomheder : ABB , Honda , Mitsubishi , Sony , MKOIS, AEMTK, NOKIA Robotics, Gostai , KUKA .
Der afholdes udstillinger af robotter - for eksempel verdens største internationale robotudstilling ( iRex ; afholdt i begyndelsen af november hvert andet år i Tokyo , Japan) [39] [40] .
Robotisering er fortrængning af mennesker fra produktionsprocessen, der erstatter dem med automatiserede og robotiserede maskiner og produktionslinjer, i forbindelse med hvilken der frigøres ressourcer til udvikling af servicesektoren . [41]
I de senere år er der udkommet mange artikler i verden [42] [43] og i Rusland [44] [45] [46] om sociale risici (arbejdsløshed, ulighed osv.) forbundet med introduktionen af nye "ubemandede" teknologier . Der er risiko for, at et betydeligt antal job bliver automatiseret, hvilket vil kræve omskoling og søgen efter nye pladser og ansættelsesformer for millioner af specialister; i Rusland er omkring 44 % af arbejderne potentielt udsat for disse processer [46] . Økonomien har kompenserende mekanismer [47] og forskellige barrierer, der reducerer hastigheden af sådanne ændringer og bidrager til tilpasningen af arbejdsmarkederne . Blandt sådanne mekanismer: omskoling og videreuddannelse af arbejdsstyrken ( STEAM ), udvikling af nye industrier (f.eks. IKT , kreative industrier ), iværksætterudvikling osv. [48] .
I et historisk perspektiv har teknologiske fremskridt skabt flere job, end det har skåret ned; og den gamle generation forlod gradvist arbejdsmarkedet efterhånden som teknologien ændrede sig [45] . Men der er risiko for, at forandringstakten efter 2020 kan være for høj, og en del af befolkningen vil ikke være klar til konstant læring og konkurrence med robotter. De vil danne den såkaldte " uvidenhedsøkonomi " [49] .
Krisen i 2020 har fremskyndet den digitale transformation af økonomien: fjernarbejde, online læring, onlineordrer, procesautomatisering osv. [50] og igen skærpet diskussionen om de sociale risici ved digitalisering og automatisering [51] .
Der er en retning af modellering , som involverer skabelsen af både radiostyrede og autonome robotter.
Der afholdes konkurrencer inden for flere hovedområder.
Russiske konkurrencer af mobile robotter:
Autonome robotkonkurrencer omfatter: at bevæge sig langs en kontrastbane med fart, sumobrydning , robotfodbold .
Opfinderen Pete Redmond skabte RuBot II-robotten, som kan løse en Rubiks terning på 35 sekunder. Og i 2016 løste robotten Sub1 Rubiks terning på 0,637 sekunder. [55]
Robotter som et kulturelt fænomen opstod med Karel Čapeks skuespil RUR , der beskriver et transportbånd, hvor robotter samler sig selv. Med udviklingen af teknologien så folk i stigende grad i mekaniske kreationer noget mere end blot legetøj. Litteraturen afspejlede menneskehedens frygt for muligheden for at erstatte mennesker med deres egne kreationer. Disse ideer blev videreudviklet i filmene Metropolis (1927), Blade Runner (1982) og Terminator (1984). Hvordan robotter med kunstig intelligens bliver til virkelighed og interagerer med mennesker, vises i filmene Artificial Intelligence (2001) instrueret af Steven Spielberg og I, Robot (2004) instrueret af Alex Proyas.
Tre love for robotteknologi er kendt fra science fiction , først formuleret af Isaac Asimov (med hjælp fra John Campbell [56] ) i historien "Round Dance" (1942):
I Japan har anime vundet popularitet , hvor robotter optræder. Serier som " Transformers ", " Gundam ", " Voltron ", " Neon Genesis Evangelion ", " Gurren Lagann " er blevet symboler på japansk animation. Hovedsageligt på grund af dette, siden 1980-1990, er robotter blevet en del af den nationale kultur i Japan, såvel som en del af stereotyperne om det.
Der er en genre af videospil direkte relateret til robotter- pelssimulatorer . Den mest berømte repræsentant for denne genre er spilserien MechWarrior . Spil som Lost Planet , Shogo: Mobile Armor Division , Quake IV , Chrome , Unreal Tournament 3 , Battlefield 2142 , FEAR 2: Project Origin , Tekken , Mortal Kombat har evnen til at styre robotter. Et andet eksempel på et videospil med robotter er Scrapland .
I Mozilla Firefox -browseren , fra den 3. version, er der en specifik side about:robots - et virtuelt påskeæg med en komisk besked fra robotter til mennesker.
I 2007 blev den musikalske gruppe Compressorhead skabt i Tyskland , bestående af robotter og spille i stil med heavy metal .
Andet:
Tematiske steder | ||||
---|---|---|---|---|
Ordbøger og encyklopædier | ||||
|
Robotik | |
---|---|
Hovedartikler | |
Robottyper | |
Bemærkelsesværdige robotter | |
Relaterede termer |