Pelbagai peranti automatik menduduki tempat yang begitu kukuh dalam kehidupan manusia sehingga hampir mustahil untuk membayangkan tamadun moden tanpanya. Walau bagaimanapun, sejarah robotik adalah sangat panjang, orang telah belajar bagaimana untuk mencipta pelbagai mesin untuk hampir keseluruhan sejarah mereka. Sudah tentu, mesin purba tidak boleh dibandingkan dengan yang moden, mereka lebih mirip dengan mereka. Walau bagaimanapun, mereka menunjukkan bahawa idea mencipta mesin, khususnya tiruan buatan manusia, boleh dikesan kembali ke lapisan paling kuno dalam sejarah manusia.
Kemunculan perkataan "robot"
Perkataan ini dicipta oleh penulis Czech terkenal Karel Capek. Dia pertama kali menggunakan istilah itu dalam tajuk drama Rossum's Universal Robots pada tahun 1920. Walau bagaimanapun, dia tidak boleh dianggap sebagai pengarang perkataan "robot", ia hanya berasal dari robota Czech, yang bermaksud hanya "kerja". Menurut penulis sendiri, abangnya Joseph menawarkan lantai, manakala Capek sendiri tidak dapat memutuskan cara menamakan wataknya.
Plot lakonan Čapek kepada ramaiakan kelihatan biasa: pada mulanya, orang mengeksploitasi pelayan mekanikal mereka dalam pelbagai pekerjaan yang sukar, kemudian mereka memberontak dan, seterusnya, memperhambakan orang.
Dalam erti kata moden, “robot” ialah peranti mekanikal yang beroperasi mengikut program tertentu dengan sendirinya, tanpa bantuan manusia.
Konsep robotik dan undang-undangnya
Pada tahun 1941, undang-undang robotik Isaac Asimov yang terkenal telah dirumuskan dalam cerita "The Liar", yang direka untuk mengawal kelakuan mesin ini.
- Robot tidak boleh menyebabkan kerosakan pada seseorang atau, dengan tidak bertindak, membenarkan kerosakan ini dikenakan.
- Robot mesti mematuhi manusia selagi ia tidak melanggar undang-undang pertama.
- Robot boleh mempertahankan dirinya selagi ia tidak bercanggah dengan dua undang-undang pertama.
Seterusnya, bermula daripada undang-undang ini, Asimov sendiri dan pengarang lain mencipta lapisan besar karya yang dikhaskan untuk hubungan antara manusia dan mesin.
Azimov memperkenalkan konsep "robotik". Perkataan itu, yang pernah digunakan dalam cerita fantasi, kini menjadi nama cabang saintifik yang serius, terlibat dalam pembangunan dan pembinaan pelbagai mekanisme, automasi proses, dll.
Mesin dunia purba
Sejarah robotik berakar pada zaman dahulu. Beberapa jenis robot telah dicipta di Mesir purba lebih daripada empat ribu tahun yang lalu, apabila para imam bersembunyi di dalam patung tuhan dan bercakap dengan orang dari sana. Pada masa yang sama, tangan patung-patung itu bergerak dankepala.
Jika anda memberikan sedikit kebebasan kepada imaginasi anda, anda boleh mencari rujukan kepada robot, contohnya, dalam mitos Yunani purba. Malah Homer menyebut hamba mekanikal yang dicipta oleh tuhan Yunani kuno Hephaestus untuk dirinya sendiri, Talos gergasi, dicipta olehnya daripada gangsa untuk melindungi Crete daripada musuh. Plato menceritakan tentang saintis Archytas dari Tarentum, yang membuat burung merpati buatan yang mampu terbang.
Archimedes pada abad ke-3 SM didakwa membuat radas yang sangat mengingatkan planetarium moden: bola lutsinar yang digerakkan oleh air, yang memaparkan pergerakan semua benda angkasa yang diketahui pada masa itu.
Pada Zaman Pertengahan, orang sudah mula mencipta mesin sebenar yang mampu melakukan banyak perkara menarik. Percubaan untuk mencipta mesin humanoid pertama juga milik Zaman Pertengahan.
Albert the Great, ahli alkimia terkenal abad ke-13, mencipta android yang bertindak sebagai penjaga pintu, membuka pintu untuk mengetuk dan tunduk kepada tetamu (android ialah robot yang meniru penampilan dan tingkah laku seseorang). Dia juga mereka bentuk mekanisme yang mampu bercakap dengan suara manusia, yang dipanggil kepala bercakap.
Siapakah yang pertama mencipta robot?
Projek robot pertama, yang maklumat yang boleh dipercayai telah dipelihara, telah dicipta oleh Leonardo da Vinci. Ia adalah android yang kelihatan seperti kesatria berperisai. Menurut lukisan Leonardo, dia boleh menggerakkan tangan dan kepalanya. Persoalannya tetap mengapa pencipta terkenal itu tidak menganugerahkan kesatrianya kebolehan untuk menggerakkan kakinya, iaitu berjalan. Mungkin dia menganggap ini sebagai masalah teknikal yang sukar (yangadalah benar sepenuhnya). Atau diandaikan bahawa kesatria itu harus menunggang kuda, dan pergerakan kaki tidak diperlukan untuknya.
Tidak diketahui dengan pasti sama ada da Vinci dapat membina "terminator"nya, tetapi dia mereka bentuk robot singa yang, apabila raja muncul, mengoyakkan dadanya dengan kukunya, menunjukkan lambang Perancis. tersembunyi di dalamnya.
Selain itu, Leonardo juga mempunyai idea tentang interaksi mekanisme dengan organ manusia, iaitu pada permulaan abad ke-15-16 dia menjangkakan perkembangan moden prostesis yang dikawal secara langsung oleh sistem saraf manusia.
Pemuzik mekanikal dan enjin berjalan
Sepanjang abad ke-16, banyak peranti dicipta di Eropah, terutamanya menggunakan mekanisme penggulungan (jam tangan). Contohnya, di Jerman, lalat tiruan dan helang dibuat yang boleh terbang, dan di Itali, robot wanita yang bermain kecapi.
Semasa abad ke-17, orang Eropah membangunkan dan menambah baik "kalkulator" mekanikal pertama. Pada mulanya mereka hanya boleh menambah dan menolak, tetapi pada akhir abad ini mereka sudah mampu membahagi dan mendarab.
Momen ini boleh dianggap sebagai titik perubahan dalam sejarah robotik, kerana dua cabang pengetahuan mula berkembang secara selari, yang pada masa hadapan akan digunakan untuk mencipta robot moden:
- pembangunan mesin yang meniru dan menggantikan seseorang dan tindakannya;
- penciptaan peranti yang direka untuk menyimpan dan memproses maklumat.
Secara selari, mekanikalperanti humanoid yang mampu bermain alat muzik, menulis dan melukis.
Permulaan abad ke-19 ditandai dengan permulaan "persahabatan" orang yang mempunyai elektrik. Ia mula merebak dengan cepat dan menembusi pelbagai bidang aktiviti manusia. Pada masa yang sama, pelbagai komputer mekanikal dan mesin analisis sedang ditambah baik, telefon dan telegraf telah dicipta.
Kisah diketahui tentang pelbagai mesin humanoid yang didakwa dicipta dan digunakan di AS pada abad ke-19:
- pada tahun 1865, pereka Johnny Brainard mencipta apa yang dipanggil lelaki wap, yang digunakan pada gerabak bukannya kuda. Ia sebenarnya adalah lokomotif yang kelihatan seperti orang (hanya lebih besar). Ia mesti sentiasa "ditenggelamkan", dan ia dikawal, seperti kuda, oleh kekang. Didakwa dia boleh "berjalan" pada kelajuan sehingga 50 km/j.
- Setelah beberapa ketika, Frank Reid sudah pun menguji "lelaki elektrik", tetapi sedikit yang diketahui tentang ciptaan ini.
- Pada tahun 1893, Archie Campion memperkenalkan model askar berkuasa wap buatan yang dipanggil Boilerplate, yang didakwa berulang kali digunakan dalam amalan, iaitu dalam pertempuran.
Semua maklumat ini menarik, tetapi menimbulkan beberapa keraguan, kerana, walaupun mempunyai ciri-ciri yang kelihatan luar biasa, produk ini tidak pernah digunakan secara besar-besaran, tidak seperti lokomotif wap, kapal wap dan sebagainya. Kemungkinan besar, mereka hanya wujud dalam bentuk prototaip dan tidak pernah menemui aplikasinya,menjadi, sebenarnya, mainan untuk orang dewasa.
Abad ke-20 ialah zaman kegemilangan robotik
Pada abad ke-20, sejarah robotik memasuki peringkat terakhirnya, yang membawa kepada penciptaan robot yang diketahui oleh manusia sekarang.
Terobosan dibuat dalam bidang elektronik, muncul diod dan triod. Komputer tiub pertama mula-mula dibangunkan secara teori dan kemudian dilaksanakan.
Pada masa yang sama, robot humanoid elektronik pertama dicipta, dikawal dari jauh, boleh bergerak dan bercakap. Kemudian datang seekor anjing elektronik yang bertindak balas kepada cahaya dan boleh menyalak.
Menjelang akhir sepertiga pertama abad ke-20, android yang dikawal radio sedang belajar bercakap melalui telefon, berjalan, malah bertindak sebagai pensyarah di pameran, menghisap rokok dan sebagainya. Pada masa itu, ramai sudah menyangka bahawa tidak banyak yang tinggal - dan robot akan menggantikan orang. Walau bagaimanapun, kemudiannya menjadi jelas bahawa tidak mungkin menggunakan android pada masa itu untuk apa-apa jenis kerja kerana pembangunan teknologi yang tidak mencukupi pada masa itu.
Tetapi penemuan ini tidak menghalang pencipta - android terus muncul dan masih dibangunkan.
Pada 1940-an-1950-an, penambahbaikan elektronik, komputer dan pengaturcaraan komputer berterusan, konsep "kecerdasan buatan" muncul, selepas itu terdapat lonjakan ketara dalam pembangunan robotik, robot mula "menjadi pintar " cepat.
Akhirnya, dari awal tahun 60-an, impian manusia mula menjadi kenyataan - mesin mula menggantikan orang dengan berat, berbahaya danpekerjaan yang tidak menarik. Manipulator robotik pertama jenis moden muncul. Mula-mula, mereka hanya melakukan operasi yang paling menyusahkan manusia, kemudian barisan pemasangan automatik dibuat.
Lama kelamaan, kegilaan orang dengan robot bermula. Banyak kalangan dan sekolah robotik dibuka untuk kanak-kanak, pelbagai mainan pendidikan dan pembina dihasilkan. Industri hiburan juga tidak mengetepikan - pada tahun 1986, bahagian pertama filem "Terminator" telah dikeluarkan, yang membuat percikan di seluruh dunia.
Robotik domestik
Sejarah robotik di Rusia, serta di Eropah, mempunyai lebih daripada satu abad. Untuk beberapa waktu sekarang, saintis Rusia telah bersaing dengan rakan sejawatan Eropah mereka dalam reka bentuk pelbagai automata: pada sepertiga terakhir abad ke-18, mesin pengkomputeran yang dipanggil mesin Jacobson telah dicipta di Rusia, dan pada tahun 1790 Ivan Petrovich Kulibin mencipta. jam "telur"nya yang terkenal. Beberapa figura manusia dibina ke dalamnya, yang melakukan aksi tertentu, jam juga memainkan lagu raya dan melodi lain.
Saintis Rusialah yang membuat beberapa penemuan penting dalam sejarah robotik. Semyon Nikolayevich Korsakov meletakkan asas sains komputer pada tahun 1832. Dia membangunkan beberapa mesin yang mampu melakukan pengiraan pintar dengan menggunakan kad tebuk untuk memprogramkannya.
Boris Semenovich Jacobi pada tahun 1838 mencipta dan menguji motor elektrik pertama, yang reka bentuk asasnya kekal relevan sehingga hari ini. Jacobi,setelah memasangnya di atas bot, dia berjalan di sepanjang Neva dengan bantuannya.
Akademik P. L. ChebyshevPada tahun 1878, beliau membentangkan prototaip pertama kenderaan berjalan kaki - kereta berjalan kaki.
M. A. Bonch-Bruevich mencipta pencetus pada tahun 1918, berkat penciptaan komputer pertama menjadi mungkin, dan V. K. Zworykin tidak lama kemudian menunjukkan tiub elektronik yang menimbulkan televisyen.
Komputer pertama muncul di USSR pada tahun 1948, dan sudah pada tahun 1950 MESM (mesin pengiraan elektronik kecil) dikeluarkan, pada masa itu yang terpantas di Eropah.
Secara rasmi, sejarah robotik di Rusia boleh dikira dari tahun 1971. Kemudian jabatan robotik dan mekatronik khas dicipta di Sekolah Teknikal Tinggi Bauman Moscow, yang diketuai oleh Ahli Akademik E. P. Popov. Dia menjadi pengasas sekolah kebangsaan robotik kejuruteraan.
Sains dalam negeri cukup bersaing dengan asing. Pada tahun 1974, komputer Soviet menjadi juara dunia dalam kejohanan catur antara mesin. Dan superkomputer Elbrus-3, yang dicipta pada tahun 1994, adalah dua kali lebih pantas daripada komputer Amerika yang paling berkuasa pada masa itu. Walau bagaimanapun, ia tidak dimasukkan ke dalam pengeluaran besar-besaran, mungkin disebabkan keadaan sukar di negara itu pada masa itu.
Angkasawan automatik Rusia
Secara rasmi, permulaan robotik di Rusia bermula sejak 1971. Pada masa itu ia secara rasmi diiktiraf sebagai sains di USSR. Walaupun pada masa itu, senapang serbu buatan Rusia sudah membajak luas ruang angkasa dengan kuat dan utama.
Pada tahun 1957, yang pertama di duniasatelit bumi buatan. Pada tahun 1966, stesen Luna-9 menghantar isyarat radio ke Bumi dari permukaan Bulan, dan alat Venera-3, setelah berjaya mencapai planet itu, memasang panji-panji USSR di sana.
Dalam tempoh empat tahun sahaja, dua lagi stesen bulan telah dilancarkan dan kedua-duanya berjaya menyelesaikan misi mereka. Lunokhod-1, yang dihantar oleh Luna-17, berfungsi tiga kali lebih lama daripada yang dirancang, dan memberi saintis Soviet banyak maklumat berharga.
Pada tahun 1973, stesen lain dari siri yang sama menghantar satu lagi penjelajah bulan ke Bulan, yang juga dapat mengatasi tugasnya dengan sempurna.
Robotik pada zaman kita
Robot moden telah menembusi banyak bidang kehidupan manusia. Kepelbagaian mereka sangat mengagumkan: ini hanyalah mainan kanak-kanak, dan keseluruhan kilang automatik, kompleks pembedahan, haiwan peliharaan buatan, kenderaan tanpa pemandu tentera dan awam. Pembangunan dan penambahbaikan berterusan mereka dijalankan oleh banyak organisasi di dunia. Di Rusia, kedudukan utama dalam robotik saintifik diduduki oleh Institut Penyelidikan Pusat Robotik dan Sibernetik Teknikal (Institut Penyelidikan Pusat Robotik dan Sibernetik Teknikal) di St. Petersburg, yang diasaskan pada tahun 1961 sebagai biro reka bentuk di Institut Politeknik. Di pusat terbesar ini, sistem elektronik dibangunkan untuk kapal angkasa Buran, stesen siri Luna dan stesen angkasa antarabangsa.
Kepakaran "Mekatronik dan Robotik" dan yang serupa terdapat dalam banyak teknikuniversiti di dunia. Pakar dengan pendidikan sedemikian mendapat permintaan tinggi dalam pasaran buruh, kerana automasi menembusi lebih dalam dan lebih dalam ke dalam banyak bidang aktiviti manusia. Bagi mereka yang meminati subjek ini pada masa lapang, banyak buku mengenai robotik telah diterbitkan, baik di Rusia mahupun di negara lain.
Walaupun fakta bahawa teknologi semasa telah mencapai tahap yang tidak pernah berlaku sebelum ini, dan robot digunakan secara aktif oleh manusia, wakil humanoid mereka - android - masih "tidak bekerja". Mereka sedang diperbaiki, model yang lebih dan lebih kompleks sedang dibangunkan, tetapi dalam aplikasi praktikal mereka masih tanpa harapan kalah kepada "rakan sekerja" beroda, dijejaki dan juga pegun dan kekal, pada umumnya, mainan. Hakikatnya ialah berjalan manusia adalah proses yang sangat kompleks, yang tidak begitu mudah untuk ditiru oleh mesin.
Selain itu, dari sudut praktikal, tidak ada keperluan mendesak untuk robot humanoid. Dalam industri, manipulator pegun yang digabungkan ke dalam barisan pengeluaran automatik berjaya beroperasi. Di mana pergerakan diperlukan, sama ada memuatkan gudang, merampas bom, memeriksa bangunan yang musnah, pemanduan beroda dan dikesan adalah lebih mudah dan lebih berkesan daripada kaki manusia tiruan.
Namun begitu, orang ramai tidak menolak untuk menggunakan android, pertandingan kerap diadakan di seluruh dunia, di mana wakil pelbagai sekolah robotik menunjukkan kemahiran mereka dalam mengawal produk mereka. Kejohanan sentiasa dianjurkan secara langsung antara mesin, contohnya, dalam caturatau bola sepak.
Pengkelasan robot
Terdapat beberapa kaedah pengelasan. Mengikut jenis kerja yang dilakukan, mesin dibahagikan kepada perindustrian, pembinaan, untuk pertanian, untuk pengangkutan, isi rumah, ketenteraan, keselamatan, perubatan dan penyelidikan.
Mengikut jenis kawalan, ia dibahagikan kepada kawalan pengendali, separa autonomi dan autonomi sepenuhnya.
Kereta jenis pertama hanyalah kereta kawalan jauh (contoh paling mudah ialah kereta atau helikopter kawalan radio kanak-kanak). Separa autonomi boleh melakukan beberapa operasi sendiri, tetapi campur tangan manusia masih diperlukan pada perkara penting. Robot autonomi sepenuhnya melakukan keseluruhan rangkaian operasi secara bebas (contohnya, manipulator baris pemasangan automatik).
Mengikut tahap mobiliti, kelas robot berikut dibezakan: pegun dan mudah alih. Pegun - ini adalah manipulator yang sama yang biasa dilihat oleh semua orang, contohnya, di kilang kereta. Mudah alih dibahagikan lagi kepada berjalan, beroda atau ulat.
Pemain drum pengeluaran moden
Pelbagai pengeluaran perindustrian ialah industri di mana bahagian utama peranti automatik moden menemui aplikasi praktikal.
Sejarah robotik industri bermula pada 1725, apabila pita berlubang dicipta di Perancis, digunakan untuk memprogram alat tenun.
Permulaan automasi pengeluaran berlaku pada abad ke-19, apabilaPerancis memulakan pengeluaran besar-besaran alat tenun automatik pada kad tebuk.
Pada tahun 1913, Henry Ford memasang barisan pemasangan pertama untuk pemasangan kereta di kilangnya. Pemasangan sebuah kereta mengambil masa kira-kira satu setengah jam. Sudah tentu, barisan ini belum lagi diautomatikkan sepenuhnya, seperti sekarang, tetapi ia adalah jalan keluar ke tahap pengeluaran baharu secara kualitatif.
Secara rasmi, penggunaan robot dalam pengeluaran bermula pada tahun 1961, apabila manipulator pertama yang dikeluarkan secara rasmi telah dipasang di kilang General Motors di New Jersey. Mesin ini berfungsi pada pemacu hidraulik dan telah diprogramkan melalui dram magnet.
Ledakan automasi industri muncul pada tahun 1970-an. Pada tahun 1970, manipulator jenis moden yang pertama dicipta di Amerika Syarikat untuk digunakan dalam industri: ia mempunyai pemacu elektrik dengan enam darjah kebebasan dan dikawal dari komputer. Secara selari, pembangunan telah dijalankan di Switzerland, Jerman dan Jepun. Pada tahun 1977, robot buatan Jepun pertama telah dikeluarkan.
Pada awal 80-an, General Motors mula mengautomasikan pengeluarannya, dan pada tahun 1984 Rusia juga memulakannya - AvtoVAZ memperoleh lesen untuk pengeluaran robot bebas daripada syarikat Jerman KUKA Robotics. Walau bagaimanapun, tapak tangan masih bersama Jepun - pada pertengahan 90-an, dua pertiga daripada jumlah keseluruhan robot di dunia tertumpu di Jepun, kini kira-kira separuh.
Hari ini bayangkan automotif, dan mana-mana dalam talian lainpengeluaran tanpa pembantu mekanikal adalah hampir mustahil. Tempat pertama diduduki oleh mesin kimpalan automatik. Ketepatan kimpalan laser robotik adalah sepersepuluh milimeter. Peranti sedemikian mampu memotong logam menjadi bahagian secara serentak.
Diikuti dengan mekanisme yang menjalankan operasi pemunggahan dan pemunggahan, memasukkan kosong ke dalam mesin dan menyimpan produk siap.
Tempat ketiga dari segi automasi ialah penempaan dan pengecoran. Pada masa ini, hampir semua bengkel sedemikian di Eropah adalah robotik, kerana keadaan kerja di sana sangat sukar untuk orang ramai.
Operasi lain yang paling kerap digunakan oleh mesin automatik sekarang ialah lenturan paip, penggerudian lubang, pengilangan dan pengisaran permukaan.
Di manakah mesin boleh menggantikan orang?
Jawapan kepada soalan sama ada seseorang atau robot perlu melakukan kerja ini atau itu terletak pada perbezaan antara manusia dan mesin. Pada masa ini, walaupun mesin yang paling canggih beroperasi mengikut algoritma tertentu (walaupun kadangkala sangat kompleks) yang telah ditetapkan dalam atur cara. Mereka tidak mempunyai kehendak bebas, kebebasan memilih, keinginan, dorongan, tiada apa yang menentukan komponen kreatif seseorang.
Robot boleh melakukan kerja dengan kerumitan dan ketepatan yang hebat, ia boleh melakukan kerja ini dalam keadaan di mana seseorang tidak akan hidup walaupun sejam. Tetapi dia tidak akan dapat menulis buku atau skrip untuk filem baharu, untuk mencipta lukisan, melainkan ia sebelum ini ditanam dalam ingatannya oleh seseorang.
Oleh itu profesionkreatif, di mana keaslian adalah penting, pemikiran tidak konvensional, sudah tentu, kekal dengan orang. Robot boleh menjadi pengimpal, pemuat, pelukis, malah angkasawan, tetapi dia tidak boleh menjadi (sekurang-kurangnya pada peringkat perkembangan semasa) seorang penulis, penyair atau artis.
Perlukah kita takut dengan robot?
Ketakutan utama manusia berhubung dengan mesin ialah ketakutan bahawa mereka, setelah menjadi sempurna, suatu hari nanti akan berhenti mematuhi dan mula menjalani kehidupan mereka sendiri, menjadikan manusia sebagai hamba. Ketakutan ini seiring dengan perkembangan robotik. Ia menemui ekspresi dalam mitologi (contohnya, mitos Yahudi tentang golem yang memberontak terhadap penciptanya) dan dalam seni. Filem yang paling terkenal ialah "The Matrix", "Terminator", banyak buku yang menceritakan tentang kebangkitan mesin. Lakon Karel Capek, yang menghidupkan perkataan "robot", juga berakhir dengan perhambaan manusia oleh bekas hambanya.
Namun, pada peringkat perkembangan sains sekarang, ketakutan ini tidak bermakna. Robot tidak mempunyai kesedaran yang serupa dengan manusia, jadi mereka tidak boleh mempunyai keinginan sama sekali, apatah lagi keinginan untuk mengambil alih dunia.
Untuk menghasilkan semula kesedaran dalam mesin, seseorang mesti terlebih dahulu memikirkan apakah kesedarannya sendiri, bagaimana dan dari apa ia terbentuk. Jawapan kepada soalan ini terletak pada kedalaman otak manusia, yang masih jauh daripada diterokai sepenuhnya.
Untuk "memberontak", robot perlu memahami apa itu penguasaan dunia dan mengapa mereka memerlukannya.
Dan sehingga ke tahap ini, mana-mana,malah mesin yang paling kompleks dan sempurna pada asasnya tidak berbeza dengan pemproses makanan atau pengisar kopi. Oleh itu, persoalan siapa yang akhirnya akan menjadi yang utama di Bumi - robot atau seseorang, masih belum mendesak.
