Verskeie outomatiese toestelle neem so 'n sterk plek in die menselewe in dat dit byna onmoontlik is om die moderne beskawing daarsonder voor te stel. Die geskiedenis van robotika is egter baie lank, mense het byna hul hele geskiedenis geleer hoe om verskillende masjiene te skep. Natuurlik kan ou masjiene nie met modernes vergelyk word nie, hulle was eerder hul gelykenisse. Hulle demonstreer egter dat die idees om masjiene te skep, veral die kunsmatige nabootsing van die mens, teruggevoer kan word na die oudste lae van die menslike geskiedenis.
Die voorkoms van die woord "robot"
Hierdie woord is deur die bekende Tsjeggiese skrywer Karel Capek geskep. Hy het die term die eerste keer in die titel van sy 1920 toneelstuk Rossum se Universal Robots gebruik. Hy kan egter nie as die skrywer van die woord “robot” beskou word nie, dit kom slegs van die Tsjeggiese robota, wat slegs “werk” beteken. Volgens die skrywer self het sy broer Joseph die woord aangebied, terwyl Capek self nie kon besluit hoe om sy karakters te noem nie.
Die plot van Čapek se toneelstuk vir baiesal bekend lyk: mense buit eers hul meganiese dienaars uit in verskeie harde werke, dan rebelleer hulle en maak op hul beurt mense verslaaf.
In die moderne sin is 'n "robot" 'n meganiese toestel wat volgens 'n gegewe program op sy eie werk, sonder menslike hulp.
Die konsep van robotika en sy wette
In 1941 is Isaac Asimov se bekende wette van robotika geformuleer in die verhaal "The Liar", wat ontwerp is om die gedrag van hierdie masjiene te reguleer.
- 'n Robot kan nie skade aan 'n persoon aanrig of, deur sy gebrek aan optrede, toelaat dat hierdie skade aangerig word nie.
- 'n Robot moet 'n mens gehoorsaam solank dit nie teen die eerste wet is nie.
- 'n Robot kan homself verdedig solank dit nie die eerste twee wette weerspreek nie.
Asimov self en ander skrywers het gevolglik vanaf hierdie wette 'n groot laag werke geskep wat gewy is aan die verhouding tussen mense en masjiene.
Azimov het die konsep van "robotika" bekendgestel. Die woord, wat eens in 'n fantasieverhaal gebruik is, is nou die naam van 'n ernstige wetenskaplike tak, besig met die ontwikkeling en konstruksie van verskeie meganismes, prosesoutomatisering, ens.
Masjiene van die antieke wêreld
Die geskiedenis van robotika is in die oudheid gewortel. Een of ander soort robotte is meer as vierduisend jaar gelede in antieke Egipte uitgevind, toe die priesters in die standbeelde van die gode weggekruip het en van daar af met mense gepraat het. Terselfdertyd het die hande van die standbeelde beweeg enkoppe.
As jy 'n bietjie vrye teuels aan jou verbeelding gee, kan jy verwysings na robotte vind, byvoorbeeld in die mites van antieke Griekeland. Selfs Homeros noem die meganiese dienaars wat die antieke Griekse god Hefaistos vir homself geskep het, die reus Talos, wat deur hom uit brons geskep is om Kreta teen die vyand te beskerm. Plato vertel van die wetenskaplike Archytas van Tarentum, wat 'n kunsmatige duif gemaak het wat in staat is om te vlieg.
Archimedes in die 3de eeu vC het na bewering 'n apparaat gemaak wat baie aan 'n moderne planetarium herinner: 'n deursigtige bal wat deur water aangedryf word, wat die beweging vertoon van alle hemelliggame wat op daardie stadium bekend was.
In die Middeleeue het mense reeds begin om werklike masjiene te skep wat in staat was om baie interessante dinge te doen. Pogings om die eerste menslike masjiene te skep, behoort ook tot die Middeleeue.
Albert die Grote, 'n bekende alchemis van die 13de eeu, het 'n androïde geskep wat as 'n hekwagter opgetree het, wat die deur oopmaak om vir gaste te klop en te buig ('n Android is 'n robot wat 'n persoon in voorkoms en gedrag naboots). Hy het ook 'n meganisme ontwerp wat in staat is om met 'n menslike stem te praat, die sogenaamde pratende kop.
Wie was die eerste om 'n robot te skep?
Die projek van die eerste robot, waaroor betroubare inligting bewaar is, is deur Leonardo da Vinci geskep. Dit was 'n androïde wat soos 'n ridder in wapenrusting gelyk het. Volgens Leonardo se tekeninge kon hy sy arms en kop beweeg. Die vraag bly steeds waarom die beroemde uitvinder nie sy ridder die vermoë gegee het om sy bene te beweeg, dit wil sê te loop nie. Miskien het hy dit as 'n tegnies moeilike probleem beskou (watheeltemal waar is). Of daar is aangeneem dat die ridder perd moes ry, en die beweeglikheid van die bene is nie vir hom nodig nie.
Dit is nie vir seker bekend of da Vinci in staat was om sy "terminator" te bou nie, maar hy het 'n leeu-robot ontwerp wat, toe die koning verskyn het, sy bors met sy kloue geskeur het, wat die wapen van Frankryk wys. daarin versteek.
Daarbenewens het Leonardo ook idees gehad oor die interaksie van meganismes met menslike organe, d.w.s. hy het reeds met die draai van die 15de-16de eeue die moderne ontwikkeling van prostese wat direk deur die menslike senuweestelsel beheer word, verwag.
Meganiese musikante en loopenjins
Gedurende die 16de eeu is baie toestelle in Europa geskep, hoofsaaklik met behulp van kronkelmeganismes. Byvoorbeeld, in Duitsland is 'n kunsvlieg en 'n arend gemaak wat kon vlieg, en in Italië 'n vroulike robot wat die luit gespeel het.
Gedurende die 17de eeu het Europeërs die eerste meganiese "sakrekenaars" ontwikkel en verbeter. Hulle kan eers net optel en aftrek, maar teen die einde van die eeu is hulle reeds in staat tot deling en vermenigvuldiging.
Hierdie oomblik kan as 'n keerpunt in die geskiedenis van robotika beskou word, aangesien twee vertakkings van kennis parallel begin ontwikkel, wat in die toekoms gebruik sal word om moderne robotte te skep:
- ontwikkeling van masjiene wat 'n persoon en sy optrede naboots en vervang;
- skepping van toestelle wat ontwerp is om inligting te stoor en te verwerk.
In parallel, meganiesmenslike toestelle wat musiekinstrumente kan speel, skryf en teken.
Die aanvang van die 19de eeu is gekenmerk deur die begin van die "vriendskap" van mense met elektrisiteit. Dit begin vinnig versprei en deurdring tot baie sfere van menslike aktiwiteit. Terselfdertyd is verskeie meganiese rekenaars en analitiese masjiene verbeter, die telefoon en telegraaf is uitgevind.
Verhale is bekend van verskeie menslike masjiene wat na bewering uitgevind en gebruik is in die VSA gedurende die 19de eeu:
- in 1865 het die ontwerper Johnny Brainard die sogenaamde stoomman geskep, wat aan 'n wa in plaas van 'n perd ingespan is. Dit was in werklikheid 'n lokomotief wat soos 'n mens gelyk het (net baie groter). Dit moes voortdurend “verdrink” word, en dit is soos’n perd deur teuels beheer. Daar is beweer dat hy teen snelhede tot 50 km/h kan "loop".
- Na 'n rukkie toets Frank Reid reeds 'n "elektriese man", maar min is bekend oor hierdie uitvinding.
- In 1893 het Archie Campion 'n model bekendgestel van 'n kunsmatige stoomaangedrewe soldaat genaamd die Boilerplate, wat na bewering herhaaldelik in die praktyk gebruik is, dit wil sê in gevegte.
Al hierdie inligting is interessant, maar laat 'n paar twyfel ontstaan, want, ten spyte van die oënskynlik uitstaande eienskappe, het hierdie produkte nooit in massaproduksie gegaan nie, anders as stoomlokomotiewe, stoomskepe ensovoorts. Heel waarskynlik het hulle net in die vorm van prototipes bestaan en nooit hul toepassing gevind nie,om in werklikheid speelgoed vir volwassenes te wees.
Die 20ste eeu is die bloeityd van robotika
In die 20ste eeu betree die geskiedenis van robotika sy finale stadium, wat gelei het tot die skepping van daardie robotte wat die mensdom nou ken.
Deurbrake word gemaak op die gebied van elektronika, diodes en triodes verskyn. Die eerste buisrekenaars word eers in teorie ontwikkel en dan geïmplementeer.
Terselfdertyd word die eerste elektroniese mensagtige robot geskep, van 'n afstand beheer, in staat om te beweeg en te praat. Dan kom 'n elektroniese hond wat op lig reageer en kan blaf.
Teen die einde van die eerste derde van die 20ste eeu leer radiobeheerde androïede om oor die telefoon te praat, te loop, selfs as dosente by 'n uitstalling op te tree, sigarette te rook, ensovoorts. Op daardie oomblik het baie reeds gedink daar is nie veel oor nie – en robotte sal mense vervang. Later word dit egter duidelik dat dit nie moontlik sal wees om die destydse androïede vir enige soort werk te gebruik nie weens die onvoldoende ontwikkeling van tegnologie op daardie tydstip.
Maar hierdie bevindings stop nie die uitvinders nie - androïede het aanhou verskyn en word steeds ontwikkel.
In die 1940's-1950's gaan die verbetering van elektronika, rekenaars en rekenaarprogrammering voort, die konsep van "kunsmatige intelligensie" verskyn, waarna daar 'n beduidende sprong in die ontwikkeling van robotika is, robotte begin "slim raak" " vinnig.
Uiteindelik, vanaf die begin van die 60's, begin die droom van die mensdom waar word - masjiene begin mense vervang met swaar, gevaarlike enoninteressante werke. Die eerste robotmanipuleerders van die moderne tipe verskyn. Eerstens voer hulle net die mees ongerieflike bewerkings vir 'n mens uit, dan word outomatiese monteerlyne geskep.
Met verloop van tyd begin die gier van mense met robotte. Baie kringe en skole van robotika word vir kinders geopen, verskeie opvoedkundige speelgoed en vervaardigers word vervaardig. Die vermaaklikheidsbedryf staan ook nie eenkant nie – in 1986 is die eerste deel van die film "Terminator" vrygestel, wat 'n opslae oor die wêreld gemaak het.
Huishoudelike robotika
Die geskiedenis van robotika in Rusland, sowel as in Europa, het meer as een eeu. Russiese wetenskaplikes hou al 'n geruime tyd by hul Europese eweknieë in die ontwerp van verskeie outomas: in die laaste derde van die 18de eeu is 'n rekenaarmasjien genaamd die Jacobson-masjien in Rusland geskep, en in 1790 het Ivan Petrovich Kulibin geskep sy bekende "eier" horlosie. Verskeie menslike figure is daarin ingebou, wat sekere handelinge uitgevoer het, die horlosie het ook 'n gesang en ander melodieë gespeel.
Dit was Russiese wetenskaplikes wat verskeie belangrike ontdekkings in die geskiedenis van robotika gemaak het. Semyon Nikolayevich Korsakov het in 1832 die grondslag van rekenaarwetenskap gelê. Hy het verskeie masjiene ontwikkel wat intelligente berekeninge kan uitvoer deur ponskaarte te gebruik om dit te programmeer.
Boris Semenovich Jacobi het in 1838 die eerste elektriese motor uitgevind en getoets, waarvan die fundamentele ontwerp tot vandag toe relevant bly. Jacobi,nadat hy dit op 'n boot geïnstalleer het, het hy met sy hulp langs die Neva gestap.
Academician P. L. ChebyshevIn 1878 het hy die eerste prototipe van 'n loopvoertuig aangebied - 'n loopmotor.
M. A. Bonch-Bruevich het die sneller in 1918 uitgevind, waardeur die skepping van die eerste rekenaars moontlik geword het, en V. K Zworykin demonstreer 'n bietjie later 'n elektroniese buis wat aanleiding gegee het tot televisie.
Die eerste rekenaar het in 1948 in die USSR verskyn, en reeds in 1950 is die MESM (klein elektroniese rekenmasjien) vrygestel, destyds die vinnigste in Europa.
Amptelik kan die geskiedenis van robotika in Rusland vanaf 1971 getel word. Toe is die departement van spesiale robotika en megatronika geskep by die Bauman Moskou Hoër Tegniese Skool, onder leiding van akademikus E. P. Popov. Hy het die stigter van die nasionale skool vir ingenieursrobotika geword.
Binnelandse wetenskap het voldoende meegeding met buitelandse. Terug in 1974 het 'n Sowjet-rekenaar die wêreldkampioen in 'n skaaktoernooi onder masjiene geword. En die Elbrus-3-superrekenaar, wat in 1994 geskep is, was twee keer so vinnig as die kragtigste Amerikaanse rekenaar van daardie tyd. Dit is egter nie in massaproduksie geplaas nie, miskien weens die moeilike situasie in die land op daardie stadium.
Russiese outomatiese ruimtevaarders
Amptelik dateer die begin van robotika in Rusland terug na 1971. Dit was toe dat dit amptelik as 'n wetenskap in die USSR erken is. Alhoewel Russies-vervaardigde aanvalsgewere teen daardie tyd reeds die uitgestrekte ruimte met groot krag geploeg het.
In 1957, die wêreld se eerstekunsmatige aarde satelliet. In 1966 het die Luna-9-stasie 'n radiosein vanaf die oppervlak van die Maan na die Aarde gestuur, en die Venera-3-apparaat, nadat dit die planeet suksesvol bereik het, het 'n wimpel van die USSR daar geïnstalleer.
In net vier jaar is nog twee maanstasies gelanseer en albei het hul missie suksesvol voltooi. Lunokhod-1, gelewer deur Luna-17, het drie keer langer gewerk as wat beplan is, en het aan Sowjet-wetenskaplikes baie waardevolle inligting gegee.
In 1973 het nog 'n stasie van dieselfde reeks nog 'n maan-rover aan die Maan gelewer, wat ook sy taak perfek hanteer het.
Robotika in ons tyd
Moderne robotte het baie areas van die menslike lewe binnegedring. Hul diversiteit is verstommend: hier is net kinderspeelgoed, en hele outomatiese fabrieke, chirurgiese komplekse, kunsmatige troeteldiere, militêre en burgerlike onbemande voertuie. Hul voortdurende ontwikkeling en verbetering word deur baie organisasies in die wêreld uitgevoer. In Rusland word die leidende posisie in wetenskaplike robotika beklee deur die Sentrale Navorsingsinstituut vir Robotika en Tegniese Kubernetika (Sentrale Navorsingsinstituut vir Robotika en Tegniese Kubernetika) in St. Petersburg, gestig in 1961 as 'n ontwerpburo by die Politegniese Instituut. In hierdie grootste sentrum is elektroniese stelsels ontwikkel vir die Buran-ruimtetuig, stasies van die Luna-reeks en die internasionale ruimtestasie.
Die spesialiteit "Mechatronics and Robotics" en soortgelyke is teenwoordig in baie tegnieseuniversiteite in die wêreld. Spesialiste met so 'n opleiding is in groot aanvraag in die arbeidsmark, want outomatisering dring dieper en dieper deur tot baie areas van menslike aktiwiteit. Vir diegene wat lief is vir die onderwerp in hul vrye tyd, is baie boeke oor robotika gepubliseer, beide in Rusland en in ander lande.
Ondanks die feit dat die huidige tegnologie ongekende hoogtes bereik het, en robotte aktief deur mense gebruik word, is hul menslike verteenwoordigers – androïede – steeds "sonder werk". Hulle word verbeter, meer en meer komplekse modelle word ontwikkel, maar in praktiese toepassing verloor hulle steeds hopeloos aan hul wiel-, spoor- en selfs stilstaande "kollegas" en bly grootliks speelgoed. Die feit is dat menslike loop 'n baie komplekse proses is, wat nie so maklik is vir 'n masjien om na te boots nie.
Boonop, vanuit 'n praktiese oogpunt, is daar geen dringende behoefte aan menslike robotte nie. In die industrie werk stilstaande manipuleerders wat in outomatiese produksielyne gekombineer is, suksesvol. Waar beweging nodig is, of dit nou 'n pakhuis laai, bomme ontmyn, vernietigde geboue inspekteer, 'n wiel- en spooraandrywing is baie makliker en doeltreffender as nabootsing van menslike bene.
Mense weier nietemin nie om op androïede te werk nie, kompetisies word gereeld regoor die wêreld gehou, waar verteenwoordigers van verskeie skole van robotika hul vaardighede in die beheer van hul produkte demonstreer. Toernooie word voortdurend direk tussen masjiene georganiseer, byvoorbeeld in skaakof sokker.
Klassifikasie van robotte
Daar is verskeie klassifikasiemetodes. Uit die aard van die werk wat verrig word, word die masjiene verdeel in nywerheid, konstruksie, vir landbou, vir vervoer, huishouding, militêre, sekuriteit, medies en navorsing.
Volgens die tipe beheer word hulle verdeel in operateur-beheerde, semi-outonoom en ten volle outonoom.
Motors van die eerste tipe is bloot afstandbeheerde motors (die eenvoudigste voorbeeld is 'n kinderradio-beheerde motor of helikopter). Semi-outonoom kan sommige van die operasies op hul eie uitvoer, maar menslike ingryping word steeds op sleutelpunte vereis. Ten volle outonome robotte voer die hele reeks bewerkings onafhanklik uit (byvoorbeeld manipuleerders van outomatiese monteerlyne).
Volgens die vlak van mobiliteit word die volgende klasse robotte onderskei: stilstaande en mobiel. Stilstaande - dit is dieselfde manipuleerders wat almal gewoond is om te sien, byvoorbeeld in motorfabrieke. Selfone word verder verdeel in loop, wiele of ruspe.
Tromspelers van moderne produksie
Verskeie industriële produksies is die industrie waarin die grootste deel van moderne outomatiese toestelle praktiese toepassing vind.
Die geskiedenis van industriële robotika begin in 1725, toe geperforeerde band in Frankryk uitgevind is, wat gebruik is om weefgetoë te programmeer.
Die begin van produksie-outomatisering het in die 19de eeu plaasgevind, toeFrankryk het begin met massaproduksie van outomatiese weefgetouws op ponskaarte.
In 1913 het Henry Ford die eerste monteerlyn vir motormontering by sy fabriek geïnstalleer. Die montering van een motor het sowat 'n uur en 'n half geneem. Natuurlik was hierdie lyn nog nie ten volle geoutomatiseer soos nou nie, maar dit was 'n uitgang na 'n kwalitatief nuwe vlak van produksie.
Amptelik begin die gebruik van robotte in produksie in 1961, toe die eerste amptelik vervaardigde manipuleerder by die General Motors-aanleg in New Jersey geïnstalleer is. Hierdie masjien het op hidrouliese aandrywings gewerk en is deur 'n magnetiese drom geprogrammeer.
Die oplewing vir industriële outomatisering het in die 1970's gekom. In 1970 is die eerste moderne tipe manipuleerder in die VSA geskep vir gebruik in die industrie: dit het elektriese aandrywers met ses grade van vryheid gehad en is vanaf 'n rekenaar beheer. Terselfdertyd is ontwikkelings in Switserland, Duitsland en Japan uitgevoer. In 1977 is die eerste Japannese vervaardigde robot vrygestel.
In die vroeë 80's het General Motors sy produksie begin outomatiseer, en reeds in 1984 het Rusland dit ook begin - AvtoVAZ verkry 'n lisensie vir onafhanklike vervaardiging van robotte van die Duitse maatskappy KUKA Robotics. Die palm is egter steeds by die Japannese – in die middel 90’s was twee derdes van die totale aantal robotte in die wêreld in Japan gekonsentreer, nou is dit omtrent die helfte.
Stel jou vandag voor motor, en enige ander in-lynproduksie sonder meganiese assistente is byna onmoontlik. Die eerste plek word beset deur outomatiese sweismasjiene. Die akkuraatheid van robotlasersweiswerk is tiendes van 'n millimeter. So 'n toestel is in staat om metaal gelyktydig in dele te sny.
Gevolg deur meganismes wat laai- en aflaai-operasies uitvoer, spasies in masjiene invoer en klaarprodukte stoor.
Die derde plek in terme van outomatisering is smee en gietery. Op die oomblik word byna al sulke werkswinkels in Europa gerobotiseer, aangesien die werksomstandighede daar baie moeilik is vir mense.
Ander bewerkings waarvoor outomatiese masjiene nou die meeste gebruik word, is pypbuiging, gatboor, frees en oppervlakslyp.
Waar kan masjiene mense vervang?
Die antwoord op die vraag of 'n persoon of 'n robot hierdie of daardie werk moet doen, lê in die verskille tussen mense en masjiene. Op die oomblik werk selfs die mees gevorderde masjiene volgens sekere algoritmes (al is dit soms baie komplekse) wat vooraf in die program ingestel is. Hulle het nie vrye wil, vryheid van keuse, begeertes, impulse nie, niks wat die kreatiewe komponent van 'n mens bepaal nie.
'n Robot kan 'n werk van groot kompleksiteit en akkuraatheid doen, dit kan hierdie werk doen in toestande waarin 'n persoon nie eers 'n uur sou leef nie. Maar hy sal nie 'n boek of 'n draaiboek vir 'n nuwe film kan skryf, om 'n skildery te skep nie, tensy dit voorheen deur 'n persoon in sy geheue geplant is.
Daarom beroepekreatief, waar oorspronklikheid belangrik is, bly onkonvensionele denke natuurlik by mense. 'n Robot kan 'n sweiser, 'n laaier, 'n skilder, selfs 'n ruimtevaarder wees, maar hy kan nie (ten minste in die huidige stadium van ontwikkeling) 'n skrywer, digter of kunstenaar word nie.
Moet ons bang wees vir robotte?
Die vernaamste vrees vir die mensdom met betrekking tot masjiene is die vrees dat hulle, nadat hulle volmaak geword het, eendag sal ophou gehoorsaam en hul eie lewens sal begin lei en mense in slawe sal verander. Hierdie vrees het hand aan hand gegaan met die ontwikkeling van robotika. Dit vind uitdrukking in beide mitologie (byvoorbeeld die Joodse mite van die golem wat teen sy skepper in opstand kom) en in kuns. Die bekendste films is "The Matrix", "Terminator", 'n groot aantal boeke wat vertel oor die opstand van masjiene. Karel Capek se toneelstuk, wat lewe gegee het aan die woord "robot", eindig ook met die verslawing van die mensdom deur sy voormalige dienaars.
In die huidige stadium van ontwikkeling van die wetenskap is hierdie vrese egter betekenisloos. Robotte het nie 'n bewussyn soortgelyk aan 'n mens nie, so hulle kan glad nie enige begeertes hê nie, om nie eens te praat van die begeerte om die wêreld oor te neem nie.
Om bewussyn in 'n masjien te reproduseer, moet 'n persoon eers uitvind wat sy eie bewussyn is, hoe en waaruit dit gevorm word. Die antwoord op hierdie vraag lê in die dieptes van die menslike brein, wat nog lank nie volledig ondersoek is nie.
Om te "opstandig" moet robotte verstaan wat wêreldoorheersing is en hoekom hulle dit nodig het.
En tot op hierdie punt, enige,selfs die mees komplekse en perfekte masjien verskil fundamenteel nie van 'n voedselverwerker of koffiemeul nie. Daarom is die vraag wie uiteindelik die belangrikste een op Aarde sal wees - 'n robot of 'n persoon, nog nie dringend nie.
