Stručná historie robotiky

Automatizace, robotizace, plně autonomní výrobní linky, robotická vozidla, stále výkonnější počítačové technologie. Obráběcí stroje, řídicí systémy, rozpoznávací systémy se neustále zdokonalují, zvyšuje se výkon výpočetních jednotek.

Uměle vyrobené stroje se stávají stále složitějšími a prostupnějšími téměř ve všech odvětvích lidské činnosti, od výroby po medicínu, od řízení dopravy po zábavní průmysl.

Tento článek je o historii robotiky, disciplíně, která pomáhá lidem řešit jejich problémy, usnadňuje práci a zvyšuje produktivitu.

Robotika je v dnešní době jednou z nejprogresivnějších technologií, která díky intelektuální aktivitě celých generací vynálezců, konstruktérů, inženýrů a techniků dosáhla ve svém vývoji nebývalých výšin.

Výroba 3válcového motoru v závodě Opel

Lidské a zvířecí napodobeniny

Při pohledu do minulosti (a nakonec i do současnosti) se nelze ubránit dojmu, že lidé zoufale toužili vytvořit umělou bytost, která by pro ni automaticky prováděla nudné, obtížné, nebezpečné či nežádoucí akce.

Rozvoj mechanizace, automatizace a robotizace probíhá postupně. S rozvojem technologie se objevily první napodobeniny lidí nebo mechanické formy zvířat. Příklady mechanických napodobenin zvířat jsou uvedeny v literatuře před začátkem našeho letopočtu.

Renesanční génius Leonardo da Vinci (1495) je spojen se stvořením mechanického rytíře. Známé jsou i mechanické napodobeniny lidí (androidů) od švýcarských mistrů Jaquet-Droz (18. století). Jejich automatický písař (kaligraf) uměl napsat pár vět perem a velmi dobře napodoboval člověka.

Mechanický robot "Calligraph" od hodináře Pierre Jacquet-Droz (1772)

Po éře mechaniky přispěla k vývoji robotů elektrotechnika a poté výpočetní technika. Rok 1920 byl milníkem v robotice.

Čapkovi roboti jako bytosti s umělou inteligencí

V roce 1920 napsal Karel Čapek divadelní hru „RUR“ s podtitulem „Rossumovi univerzální roboti“. Premiéra hry se konala počátkem roku 1921 a poprvé v ní bylo použito slovo „robot“, které se stalo známým ve všech jazycích světa. Kniha RUR byla přeložena do více než třiceti jazyků včetně esperanta.

Loni bylo slovu „robot“ 100 let a letos je to 100 let, co byla uvedena první hra Karla Čapka „RUR“.

Knižní obálka sci-fi hry „RUR“, kterou napsal Karel Čapek v roce 1920.

Slovo robot je snad jediné české slovo, které se v nezkažené podobě používá po celém světě.Získalo si takovou oblibu, že Karel Čapek později uznal za vhodné tvrdit, že skutečným „vynálezcem“ slova „robot“ byl jeho bratr Josef.

Karel původně chtěl pro postavy ve hře RUR použít slovo „labor“ z anglického „labor“. Takže dnes máme slovo robot používané v každé sci-fi související s typicky slovanským slovem robot.

Čapkovi roboti nejsou mechanickou náhražkou člověka, jsou to umělé bytosti vytvořené ze syntetické organické hmoty a disponující lidskou inteligencí. Ve skutečnosti jsou stejní jako moderní androidi, kyborgové a replikanti.

PROJEKT WABOT-HOUSE (2002)

Definice robota a robotiky

Jak už to ve vědě a technice bývá, je třeba definovat význam slova robot, původně byl robot chápán jako jednoduchý stroj, viz např. Encyclopedia Britannica z roku 1947, která udává gyroskopický stabilizátor pro dráhu letadla, popř. loď jako příklad robota.

V roce 1941 spisovatel Isaac Asimov poprvé použil slovo robotika a formuloval tři základní zákony robotiky, které představují základní požadavky pro vývoj a použití robotů.

Zákony robotiky Isaaca Asimova

Robot je nejčastěji chápán jako počítačem řízený integrovaný systém schopný autonomně a cíleně interagovat s reálným prostředím v souladu s pokyny člověka.

Tato definice je doplněna o další podmínky, které určují definici robota, například schopnost vnímat a rozpoznávat prostředí, komunikovat s lidmi umělým nebo přirozeným jazykem atd.

Robotika jako vědecká a technická disciplína je věda o robotech, jejich návrhu, výrobě a použití.Robotika úzce souvisí s elektronikou, mechanikou a softwarem.

Termíny a definice: Roboti a robotická zařízení

Zdá se, že konečným cílem robotiky je skutečně postavit stroj, který téměř nahradí lidi, včetně jejich inteligence.

V roce 1997 počítač porazil úřadujícího mistra světa v šachu. Ve stejném roce vznikla mezinárodní soutěž RoboCup s následujícím cílem (snem) v preambuli: „Do poloviny 21. století jedenáct plně autonomních humanoidů porazí podle oficiálních pravidel FIFA úřadujícího fotbalového šampiona.“ Cíl se zdá hloupý, ale stejně jako v případě dobytí Měsíce může mít cesta k tomuto cíli řadu „vedlejších“, ale významných výsledků.

RoboCup (2017)

Humanoidní robot ASIMO slouží především k reklamním účelům a k propagaci robotiky

Humanoidní robot (android) je robot s lidskou podobou. Protože mnoho robotů ve sci-fi vypadá jako člověk, může být pro většinu lidí výchozím robotem humanoidní robot.

Na druhou stranu nelze tvrdit, že všichni roboti, kteří mají v reálném světě plnit nějaké úkoly, musí být nutně humanoidní roboti, například letadla také nevypadají jako ptáci. Požadované funkce pro robota by měly určovat jeho optimální vzhled.

Průmyslové roboty

Jedním z těchto výsledků, bez kterých si zejména již nelze představit výrobu automobilů, jsou průmyslové roboty, jejichž definice již byla dána, ISO 8373: 2012, v obecném překladu: „průmyslový robot: Automatické řízení , přeprogramovaný, rekonfigurovatelný manipulátor programovatelný ve třech nebo více stupních pohybu, který může být buď trvale instalován nebo přemístěn pro aplikace průmyslové automatizace. «

První průmyslové roboty Unimate a Versatran byly postaveny a uvedeny do provozu v USA v letech 1960 až 1962. Jednalo se o poměrně těžké stroje s malým počtem řízených os s hydraulickým a elektrohydraulickým pohonem. Jejich programování a řízení bylo založeno na analogové technologii.

NServth skutečné v historii uživatelského rozhraní průmyslový robot Unimate

První průmyslový robot využívající k řízení mikroprocesor se objevil v roce 1974. V Evropě to byl úspěšný robot Asea IRB 6.

Robot měl manipulátor v podobě antropomorfní konstrukce ramen, pět řiditelných os s elektrickými pohony a nosnost 6 kg. I přes poměrně jednoduchý koncept ovládání jej lze použít i pro obloukové svařování a povrchové úpravy. Tento robot se vyráběl v letech 1975 až 1992, celkem se jich vyrobilo téměř 2000 kusů.

Průmyslové roboty ASEA (zleva doprava: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, rozvaděč ABB S3)

Robot ASEA IRB 6 na švédské poštovní známce z roku 1984.

V následujících letech se mechanika průmyslových robotů zdokonalovala a sortiment se rozšiřoval, zejména nosnost — od robotů pro práci s drobnými díly až po roboty s nosností cca 1000 kg.

Začali se vybavovat i průmyslové roboty počítačové vidění a další chytré senzory. Zásadní změna však nastala ve způsobu jeho ovládání a programování, který umožňuje použití 3D CAD technik a programování interaktivních robotů.

Nejnovějším trendem jsou kolaborativní průmyslové roboty (coboty), které poskytují kontakt člověk-robot a respektují první zákon robotiky „robot nesmí ublížit člověku“.Změna nastala také ve způsobu ovládání a programování, který umožňuje využití 3D CAD metod a programování interaktivních robotů.

Podle statistik Mezinárodní federace robotiky bylo jen v roce 2018 uvedeno do provozu 76 000 nových průmyslových robotů.

Moderní kolaborativní robot Cobot UR5. Kolaborativní roboti (coboti) mohou díky svým senzorům komunikovat přímo a bezpečně s lidmi.

Více o moderních průmyslových robotech:

Klasifikace průmyslových robotů

Zajištění bezpečnosti při používání průmyslových robotů

Průmyslové roboty a výhody jejich implementace ve výrobě, význam robotiky

Roboti a umělá inteligence

Ale zpět k našemu cíli nahradit lidi stroji. V 60. letech 20. století vznikly na amerických univerzitách první laboratoře umělé inteligence a v roce 1968 ve Stanfordském výzkumném institutu vznikl první inteligentní mobilní robot na kolech Shakey vybavený počítačovým viděním, který byl schopen rozpoznávat prostředí. prostředí a cílevědomě se v něm pohybovat.

Shakey Robot (1968)

V roce 1973 byl v Japonsku na Waseda University vypuštěn první moderní humanoid Wabot-1. Na Expu 85 hrál Vabot na elektronické varhany a 22. srpna 2003 japonský humanoidní robot Asimo (ASIMO) položil v Praze květiny k bustě Karla Čapka.

Robot Asimo v 2000 inch Waco Fundamental Research Center byl vytvořen v Japonsku společností Honda Corporation a po dlouhou dobu to byl nejslavnější humanoidní robot na světě.

Robot WABOT-1 (1973)

Robot WABOT-2 (1984)

Asimův robot přinesl chryzantémy na bustu tvůrce slova „robot“, českého spisovatele Karla Čapka (2003)

V dnešní době existuje velké množství servisních robotů jako jsou robotické vysavače, sekačky na trávu, robotické dojící stroje a mnoho dalších zařízení založených na výdobytcích robotiky.

Z robotiky vzešel mezioborový obor strojírenství – mechatronika, neboť mnoho inovativních řešení bylo nejprve vynalezeno a implementováno při tvorbě robotů a poté se začalo používat v dalších strojích a mechanismech.

Slovo „mechatronika“ poprvé použil Tekuro Mori, inženýr japonské společnosti Yaskawa, v roce 1969. Mechatronika je snahou o úplnou integraci mechaniky, elektrických strojů, elektroniky, mikroprocesorů a softwaru.

Více informací o mechatronice naleznete zde:Co je mechatronika, mechatronické prvky, moduly, stroje a systémy