Een korte geschiedenis van robotica

Automatisering, robotica, volledig autonome productielijnen, robotvoertuigen, steeds krachtigere computertechnologieën. Werktuigmachines, besturingssystemen, herkenningssystemen worden voortdurend verbeterd, de prestaties van rekeneenheden nemen toe.

Door de mens gemaakte machines worden steeds complexer en alomtegenwoordig in bijna elke tak van menselijke activiteit, van productie tot geneeskunde, van verkeersbeheer tot de amusementsindustrie.

Dit artikel gaat over de geschiedenis van robotica, een discipline die mensen helpt hun problemen op te lossen, het werk gemakkelijker te maken en de productiviteit te verhogen.

Tegenwoordig is robotica een van de meest vooruitstrevende technologieën, die ongekende hoogten in zijn ontwikkeling heeft bereikt dankzij de intellectuele activiteit van hele generaties uitvinders, ontwerpers, ingenieurs en technici.

Productie van een 3-cilindermotor in de Opel-fabriek

Menselijke en dierlijke imitaties

Kijkend naar het verleden (en uiteindelijk naar het heden), kan men de indruk niet vermijden dat mensen wanhopig een kunstmatig wezen wilden creëren dat er automatisch saaie, moeilijke, gevaarlijke of ongewenste handelingen voor zou uitvoeren.

De ontwikkeling van mechanisatie, automatisering en robotica gaat geleidelijk. Naarmate de technologie zich ontwikkelde, verschenen de eerste imitaties van mensen of mechanische vormen van dieren. Voorbeelden van mechanische imitaties van dieren worden vóór het begin van onze jaartelling in de literatuur gegeven.

Renaissance-genie Leonardo da Vinci (1495) wordt geassocieerd met de creatie van de mechanische ridder. Ook mechanische imitaties van mensen (androïden) door de Zwitserse meesters Jaquet-Droz (18e eeuw) zijn bekend. Hun automatische schrijver (kalligraaf) kon een paar zinnen schrijven met een pen en bootste heel goed een mens na.

Mechanische robot "Calligraph" van horlogemaker Pierre Jacquet-Droz (1772)

Na het tijdperk van de mechanica droegen elektrotechniek en vervolgens computertechnologie bij aan de ontwikkeling van robots. 1920 was een mijlpaal in de robotica.

Čapeks robots als wezens met kunstmatige intelligentie

In 1920 schreef Karel Čapek een toneelstuk "RUR" met als ondertitel "Rossum's Universal Robots". De première van het toneelstuk vond begin 1921 plaats en voor het eerst werd het woord "robot" erin gebruikt, dat in alle talen van de wereld bekend werd. Het boek RUR is in meer dan dertig talen vertaald. , inclusief Esperanto.

Vorig jaar bestond het woord "robot" 100 jaar en dit jaar is het 100 jaar geleden dat Karel Čapeks eerste toneelstuk "RUR" werd opgevoerd.

Boekomslag van het sciencefictiontoneelstuk "RUR", geschreven door Karel Čapek in 1920.

Het woord robot is misschien wel het enige Tsjechische woord dat over de hele wereld in zijn onvervalste vorm wordt gebruikt.Het werd zo populair dat Karel Čapek het later gepast achtte te beweren dat de echte "uitvinder" van het woord "robot" zijn broer Josef was.

Karel wilde oorspronkelijk het woord "labour" van het Engelse "labor" gebruiken voor de personages in het RUR-spel. Dus vandaag hebben we het woord robot dat wordt gebruikt in elke sciencefiction die verband houdt met het typisch Slavische woord robot.

De robots van Čapek zijn geen mechanische vervangingen voor mensen, het zijn kunstmatige wezens gemaakt van synthetisch organisch materiaal en met menselijke intelligentie. In feite zijn ze hetzelfde als moderne androïden, cyborgs en replicanten.

WABOT-HUIS PROJECT (2002)

Definitie van robot en robotica

Zoals gebruikelijk is in wetenschap en technologie, is het nodig om de betekenis van het woord robot te definiëren. Oorspronkelijk werd een robot opgevat als een eenvoudige machine, zie bijvoorbeeld de Encyclopedia Britannica uit 1947 die een gyroscopische stabilisator geeft voor de koers van een vliegtuig of een schip als voorbeeld van een robot.

In 1941 gebruikte de schrijver Isaac Asimov voor het eerst het woord robotica en formuleerde hij drie basiswetten van de robotica die de basisvereisten vertegenwoordigen voor de ontwikkeling en het gebruik van robots.

De wetten van de robotica van Isaac Asimov

Een robot wordt meestal begrepen als een computergestuurd geïntegreerd systeem dat in staat is om autonoom en doelbewust te interageren met een echte omgeving in overeenstemming met menselijke instructies.

Deze definitie wordt aangevuld met andere voorwaarden die de definitie van een robot bepalen, bijvoorbeeld het vermogen om de omgeving waar te nemen en te herkennen, met mensen te communiceren in kunstmatige of natuurlijke taal, enz.

Robotica als wetenschappelijke en technische discipline is de wetenschap van robots, hun ontwerp, fabricage en toepassing.Robotica is nauw verwant aan elektronica, mechanica en software.

Termen en definities: Robots en robotapparaten

Het lijkt erop dat het uiteindelijke doel van robotica inderdaad is om een ​​machine te bouwen die de mens bijna zal vervangen, inclusief zijn intelligentie.

In 1997 versloeg een computer de regerend wereldkampioen schaken. In hetzelfde jaar werd de internationale competitie RoboCup in het leven geroepen met het volgende doel (droom) in de preambule: "Tegen het midden van de 21e eeuw zullen elf volledig autonome mensachtigen de regerend voetbalkampioen verslaan volgens de officiële regels van de FIFA." Het doel lijkt dwaas, maar net als bij het veroveren van de maan kan de weg naar dit doel een aantal "secundaire" maar belangrijke resultaten hebben.

RoboCup (2017)

De ASIMO humanoïde robot wordt voornamelijk gebruikt voor reclamedoeleinden en om robotica te promoten

Een mensachtige robot (android) is een robot met een menselijke vorm. Aangezien veel robots in sciencefiction er menselijk uitzien, is een mensachtige robot voor de meeste mensen misschien wel de standaardrobot.

Aan de andere kant kan niet worden beweerd dat alle robots die bepaalde taken in de echte wereld moeten uitvoeren, noodzakelijkerwijs mensachtige robots moeten zijn, vliegtuigen zien er bijvoorbeeld ook niet uit als vogels. De benodigde functies voor de robot moeten bepalend zijn voor het optimale uiterlijk.

Industriële robots

Een van deze resultaten, zonder welke het met name al onmogelijk is om de productie van auto's voor te stellen, zijn industriële robots, waarvan de definitie al is gegeven, ISO 8373: 2012, in algemene vertaling: "industriële robot: automatische besturing , geherprogrammeerd, een herconfigureerbare manipulator programmeerbaar in drie of meer bewegingsgraden die permanent kan worden geïnstalleerd of verplaatst voor industriële automatiseringstoepassingen. «

De eerste industriële robots, Unimate en Versatran, werden tussen 1960 en 1962 in de VS gebouwd en in gebruik genomen. Dit waren relatief zware machines met een klein aantal gestuurde assen met hydraulische en elektrohydraulische aandrijvingen. Hun programmering en besturing waren gebaseerd op analoge technologie.

NSerth echt in de geschiedenis gebruikersinterface industriële robot Unimate

De eerste industriële robot met een microprocessor voor besturing verscheen in 1974. In Europa was het de succesvolle Asea IRB 6-robot.

De robot had een manipulator in de vorm van een antropomorfe armconstructie, vijf bestuurbare assen met elektrische aandrijving en een draagvermogen van 6 kg. Ondanks het relatief eenvoudige bedieningsconcept kan hij ook worden gebruikt voor booglassen en oppervlaktebehandeling. Deze robot werd geproduceerd van 1975 tot 1992, in totaal zijn er bijna 2.000 geproduceerd.

ASEA industriële robots (van links naar rechts: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, ABB S3 schakelkast)

ASEA IRB 6-robot op een Zweedse postzegel uit 1984.

In de daaropvolgende jaren verbeterde de mechanica van industriële robots en breidde het productassortiment zich uit, vooral het draagvermogen - van robots voor het werken met kleine onderdelen tot robots met een draagvermogen van ongeveer 1000 kg.

Er werden ook industriële robots mee uitgerust computer visie en andere slimme sensoren. Er is echter een grote verandering opgetreden in de manier waarop het wordt bestuurd en geprogrammeerd, waardoor het gebruik van 3D CAD-technieken en het programmeren van interactieve robots mogelijk wordt.

De nieuwste trend zijn collaboratieve industriële robots (cobots) die mens-robot contact bieden en de eerste wet van de robotica respecteren "een robot mag een mens geen kwaad doen".Ook is er een verandering opgetreden in de manier van aansturen en programmeren, waardoor het gebruik van 3D CAD-methoden en het programmeren van interactieve robots mogelijk wordt.

Volgens statistieken van de International Federation of Robotics zijn alleen al in 2018 76.000 nieuwe industriële robots in gebruik genomen.

Moderne collaboratieve robot Cobot UR5. Dankzij hun sensoren kunnen collaboratieve robots (cobots) direct en veilig communiceren met mensen.

Meer over moderne industriële robots:

Classificatie van industriële robots

Zorgen voor veiligheid bij het gebruik van industriële robots

Industriële robots en de voordelen van hun implementatie in de productie, het belang van robotica

Robots en kunstmatige intelligentie

Maar terug naar ons doel om mensen te vervangen door machines. In de jaren zestig werden de eerste laboratoria voor kunstmatige intelligentie opgericht op Amerikaanse universiteiten en in 1968 werd bij het Stanford Research Institute de eerste intelligente mobiele robot op wielen gecreëerd, Shakey, uitgerust met computervisie, die in staat was de omgeving te herkennen. omgeving en er doelgericht in te bewegen.

Shakey-robot (1968)

In 1973 werd de eerste moderne mensachtige Wabot-1 gelanceerd in Japan aan de Waseda University. Op Expo 85 bespeelde Vabot een elektronisch orgel en op 22 augustus 2003 legde de Japanse mensachtige robot Asimo (ASIMO) bloemen in Praag bij het borstbeeld van Karel Čapek.

De Asimo v 2000 inch Waco Fundamental Research Center-robot is gemaakt in Japan door de Honda Corporation en was lange tijd de beroemdste mensachtige robot ter wereld.

Robot WABOT-1 (1973)

Robot WABOT-2 (1984)

Asimo's robot bracht chrysanten naar de buste van de maker van het woord "robot", de Tsjechische schrijver Karel Čapek (2003)

Tegenwoordig zijn er een groot aantal servicerobots zoals robotstofzuigers, grasmaaiers, robotmelkmachines en vele andere apparaten die zijn gebaseerd op de verworvenheden van robotica.

Van robotica kwam het interdisciplinaire gebied van engineering - mechatronica, omdat veel innovatieve oplossingen voor het eerst werden uitgevonden en geïmplementeerd bij het maken van robots, en vervolgens werden gebruikt in andere machines en mechanismen.

Het woord "mechatronica" werd voor het eerst gebruikt door Tekuro Mori, een ingenieur bij het Japanse bedrijf Yaskawa, in 1969. Mechatronica is het streven naar volledige integratie van mechanica, elektrische machines, elektronica, microprocessors en software.

Zie hier voor meer informatie over mechatronica:Wat is mechatronica, mechatronische elementen, modules, machines en systemen