Ulike automatiske enheter inntar en så sterk plass i menneskelivet at det er nesten umulig å forestille seg moderne sivilisasjon uten dem. Imidlertid er robotikkens historie veldig lang, folk har lært å lage forskjellige maskiner i nesten hele historien. Selvfølgelig kan gamle maskiner ikke sammenlignes med moderne, de var snarere deres likheter. De demonstrerer imidlertid at ideene om å lage maskiner, spesielt den kunstige imitasjonen av mennesket, kan spores tilbake til de eldste lagene i menneskets historie.
Utseendet til ordet "robot"
Dette ordet ble laget av den kjente tsjekkiske forfatteren Karel Capek. Han brukte først begrepet i tittelen på skuespillet Rossums Universal Robots fra 1920. Han kan imidlertid ikke betraktes som forfatteren av ordet «robot», det kommer kun fra den tsjekkiske robota, som betyr bare «arbeid». Ifølge forfatteren selv tilbød broren Joseph ordet, mens Capek selv ikke kunne bestemme hvordan han skulle navngi karakterene hans.
Plottet i Čapeks skuespill for mangevil virke kjent: til å begynne med utnytter folk sine mekaniske tjenere i forskjellige harde jobber, deretter gjør de opprør og gjør på sin side slaver av folk.
I moderne forstand er en "robot" en mekanisk enhet som opererer i henhold til et gitt program på egen hånd, uten menneskelig hjelp.
Konseptet med robotikk og dets lover
I 1941 ble Isaac Asimovs berømte lover for robotikk formulert i historien "The Liar", som er designet for å regulere oppførselen til disse maskinene.
- En robot kan ikke påføre en person skade eller, ved sin passivitet, tillate at denne skaden blir påført.
- En robot må adlyde et menneske så lenge den ikke er i strid med den første loven.
- En robot kan forsvare seg selv så lenge den ikke motsier de to første lovene.
Deretter, med utgangspunkt i disse lovene, skapte Asimov selv og andre forfattere et enormt lag med verk viet til forholdet mellom mennesker og maskiner.
Azimov introduserte konseptet "robotikk". Ordet, som en gang ble brukt i en fantasihistorie, er nå navnet på en seriøs vitenskapelig gren, engasjert i utvikling og konstruksjon av ulike mekanismer, prosessautomatisering osv.
Maskiner fra den eldgamle verden
Robotikkens historie er forankret i antikken. En slags roboter ble oppfunnet i det gamle Egypt for mer enn fire tusen år siden, da prestene gjemte seg inne i statuene av gudene og snakket med folk derfra. Samtidig flyttet hendene på statuene oghoder.
Hvis du gir fantasien frie tøyler, kan du finne referanser til roboter, for eksempel i mytene i antikkens Hellas. Til og med Homer nevner de mekaniske tjenerne som den gamle greske guden Hefaistos skapte for seg selv, kjempen Talos, skapt av ham av bronse for å beskytte Kreta mot fienden. Platon forteller om vitenskapsmannen Archytas fra Tarentum, som laget en kunstig due som var i stand til å fly.
Archimedes i det 3. århundre f. Kr. laget angivelig et apparat som minner veldig om et moderne planetarium: en gjennomsiktig ball drevet av vann, som viste bevegelsen til alle himmellegemer kjent på den tiden.
I middelalderen begynte folk allerede å lage ekte maskiner som kunne gjøre mange interessante ting. Forsøk på å lage de første humanoide maskinene hører også til middelalderen.
Albert den store, en berømt alkymist på 1200-tallet, skapte en android som fungerte som en portvakt, og åpnet døren for å banke og bukke for gjester (en android er en robot som kopierer en person i utseende og oppførsel). Han designet også en mekanisme som er i stand til å snakke med en menneskelig stemme, det såk alte talking head.
Hvem var den første til å lage en robot?
Prosjektet til den første roboten, som pålitelig informasjon er bevart om, ble opprettet av Leonardo da Vinci. Det var en android som så ut som en ridder i rustning. I følge Leonardos tegninger kunne han bevege armene og hodet. Spørsmålet gjenstår hvorfor den berømte oppfinneren ikke ga sin ridder evnen til å bevege bena, dvs. gå. Kanskje han anså dette som et teknisk vanskelig problem (somer helt sant). Eller det ble antatt at ridderen skulle ri på hest, og benas bevegelighet er ikke nødvendig for ham.
Det er ikke kjent med sikkerhet om da Vinci var i stand til å bygge sin "terminator", men han designet en løverobot som, da kongen dukket opp, rev brystet hans med klørne, og viste Frankrikes våpenskjold skjult i den.
I tillegg hadde Leonardo også ideer om samspillet mellom mekanismer og menneskelige organer, det vil si allerede ved overgangen til 1400- og 1500-tallet forutså han den moderne utviklingen av proteser styrt direkte av det menneskelige nervesystemet.
Mekaniske musikere og gangmotorer
I løpet av 1500-tallet ble mange enheter skapt i Europa, hovedsakelig ved bruk av viklingsmekanismer (klokke). For eksempel i Tyskland ble det laget en kunstig flue og en ørn som kunne fly, og i Italia en kvinnelig robot som spilte lutt.
I løpet av 1600-tallet utviklet og forbedret europeere de første mekaniske "kalkulatorene". Først kan de bare addere og subtrahere, men ved slutten av århundret er de allerede i stand til divisjon og multiplikasjon.
Dette øyeblikket kan betraktes som et vendepunkt i robotikkens historie, ettersom to kunnskapsgrener begynner å utvikle seg parallelt, som i fremtiden vil bli brukt til å lage moderne roboter:
- utvikling av maskiner som imiterer og erstatter en person og hans handlinger;
- oppretting av enheter designet for å lagre og behandle informasjon.
Parallelt, mekaniskhumanoide enheter som kan spille musikkinstrumenter, skrive og tegne.
Begynnelsen av 1800-tallet var preget av begynnelsen på "vennskapet" mellom mennesker med elektrisitet. Det begynner å spre seg raskt og trenge inn i mange sfærer av menneskelig aktivitet. Samtidig ble ulike mekaniske datamaskiner og analysemaskiner forbedret, telefonen og telegrafen ble oppfunnet.
Det er kjent historier om forskjellige humanoide maskiner som angivelig ble oppfunnet og brukt i USA på 1800-tallet:
- i 1865 skapte designeren Johnny Brainard den såk alte dampmannen, som ble festet til en vogn i stedet for en hest. Det var faktisk et lokomotiv som så ut som en person (bare mye større). Den måtte hele tiden «druknes», og den ble kontrollert, som en hest, av tøyler. Det ble hevdet at han kunne "gå" i hastigheter opp til 50 km/t.
- Etter en stund tester Frank Reid allerede en "elektrisk mann", men lite er kjent om denne oppfinnelsen.
- I 1893 introduserte Archie Campion en modell av en kunstig dampdrevet soldat k alt Boilerplate, som angivelig ble brukt gjentatte ganger i praksis, dvs. i kamper.
All denne informasjonen er interessant, men reiser noen tvil, fordi til tross for de tilsynelatende enestående egenskapene, ble disse produktene aldri i masseproduksjon, i motsetning til damplokomotiver, dampskip og så videre. Mest sannsynlig eksisterte de bare i form av prototyper og fant aldri applikasjonen deres,er faktisk leker for voksne.
Det 20. århundre er robotikkens storhetstid
På 1900-tallet går robotikkens historie inn i sitt siste stadium, noe som førte til opprettelsen av de robotene som menneskeheten kjenner nå.
Det gjøres gjennombrudd innen elektronikk, dioder og trioder dukker opp. De første rørdatamaskinene blir først utviklet i teorien og deretter implementert.
Samtidig skapes den første elektroniske humanoide roboten, kontrollert på avstand, i stand til å bevege seg og snakke. Så kommer en elektronisk hund som reagerer på lys og kan bjeffe.
På slutten av den første tredjedelen av 1900-tallet lærer radiostyrte androider å snakke i telefon, gå, til og med fungere som forelesere på en utstilling, røyke sigaretter og så videre. I det øyeblikket trodde mange allerede at det ikke var mye igjen – og roboter ville erstatte mennesker. Men senere blir det klart at det ikke vil være mulig å bruke datidens androider til noen form for arbeid på grunn av utilstrekkelig utvikling av teknologier på den tiden.
Men disse funnene stopper ikke oppfinnerne – androider fortsatte å dukke opp og utvikles fortsatt.
På 1940-1950-tallet fortsetter forbedringen av elektronikk, datamaskiner og dataprogrammering, konseptet "kunstig intelligens" dukker opp, hvoretter det er et betydelig sprang i utviklingen av robotikk, roboter begynner å "bli smarte " raskt.
Endelig, fra begynnelsen av 60-tallet, begynner drømmen om menneskeheten å gå i oppfyllelse - maskiner begynner å erstatte mennesker med tunge, farlige oguinteressante jobber. De første robotmanipulatorene av den moderne typen dukker opp. Først utfører de bare de mest ubeleilige operasjonene for et menneske, deretter opprettes automatiske samlebånd.
Over tid begynner mani med mennesker med roboter. Mange sirkler og skoler for robotikk er åpnet for barn, ulike pedagogiske leker og konstruktører produseres. Underholdningsindustrien står heller ikke til side – i 1986 ble første del av filmen «Terminator» sluppet, som satte fart over hele verden.
Husrobotikk
Robotikkens historie i Russland, så vel som i Europa, har mer enn ett århundre. I en tid nå har russiske forskere holdt tritt med sine europeiske kolleger i utformingen av forskjellige automater: i den siste tredjedelen av 1700-tallet ble det opprettet en datamaskin k alt Jacobson-maskinen i Russland, og i 1790 opprettet Ivan Petrovich Kulibin hans berømte "egg"-klokke. Det ble bygget inn flere menneskeskikkelser som utførte visse handlinger, klokken spilte også en salme og andre melodier.
Det var russiske forskere som gjorde flere viktige funn i robotikkens historie. Semyon Nikolayevich Korsakov la grunnlaget for informatikk i 1832. Han utviklet flere maskiner som var i stand til å utføre intelligente beregninger ved å bruke hullkort til å programmere dem.
Boris Semenovich Jacobi i 1838 oppfant og testet den første elektriske motoren, hvis grunnleggende design fortsatt er relevant den dag i dag. Jacobi,etter å ha installert den på en båt, tok han en tur langs Neva med dens hjelp.
Academician P. L. ChebyshevI 1878 presenterte han den første prototypen av et gående kjøretøy - en gående bil.
M. A. Bonch-Bruevich oppfant utløseren i 1918, takket være at opprettelsen av de første datamaskinene ble mulig, og V. K. Zworykin demonstrerer litt senere et elektronisk rør som ga opphav til fjernsyn.
Den første datamaskinen dukket opp i USSR i 1948, og allerede i 1950 ble MESM (liten elektronisk regnemaskin) lansert, på den tiden den raskeste i Europa.
Offisielt kan robotikkens historie i Russland telles fra 1971. Deretter ble avdelingen for spesiell robotikk og mekatronikk opprettet ved Bauman Moscow Higher Technical School, ledet av akademiker E. P. Popov. Han ble grunnleggeren av den nasjonale skolen for ingeniørrobotikk.
Innlandsk vitenskap konkurrerte tilstrekkelig med utenlandsk. Tilbake i 1974 ble en sovjetisk datamaskin verdensmester i en sjakkturnering blant maskiner. Og superdatamaskinen Elbrus-3, opprettet i 1994, var dobbelt så rask som den kraftigste amerikanske datamaskinen på den tiden. Den ble imidlertid ikke satt i masseproduksjon, kanskje på grunn av den vanskelige situasjonen i landet på den tiden.
russiske automatiske kosmonauter
Offisielt går begynnelsen av robotikk i Russland tilbake til 1971. Det var da det ble offisielt anerkjent som en vitenskap i USSR. Selv om på den tiden allerede pløyde russiskproduserte automatgevær verdensrommet med kraft og kraft.
I 1957, verdens førstekunstig jordsatellitt. I 1966 sendte Luna-9-stasjonen et radiosignal til jorden fra månens overflate, og Venera-3-apparatet, etter å ha nådd planeten, installerte en vimpel av USSR der.
På bare fire år ble ytterligere to månestasjoner lansert, og begge fullførte oppdraget sitt. Lunokhod-1, levert av Luna-17, jobbet tre ganger lenger enn planlagt, og ga sovjetiske forskere mye verdifull informasjon.
I 1973 leverte en annen stasjon i samme serie nok en måne-rover til Månen, som også taklet oppgaven sin perfekt.
Robotikk i vår tid
Moderne roboter har penetrert mange områder av menneskelivet. Mangfoldet deres er fantastisk: her er bare barneleker, og hele automatiserte fabrikker, kirurgiske komplekser, kunstige kjæledyr, militære og sivile ubemannede kjøretøy. Deres konstante utvikling og forbedring utføres av mange organisasjoner i verden. I Russland er den ledende posisjonen innen vitenskapelig robotikk okkupert av Central Research Institute of Robotics and Technical Cybernetics (Central Research Institute of Robotics and Technical Cybernetics) i St. Petersburg, grunnlagt i 1961 som et designbyrå ved Polytechnic Institute. I dette største senteret ble det utviklet elektroniske systemer for romfartøyet Buran, stasjoner i Luna-serien og den internasjonale romstasjonen.
Spesialiteten "Mekatronikk og robotikk" og lignende finnes i mange tekniskeuniversiteter i verden. Spesialister med en slik utdanning er etterspurt på arbeidsmarkedet, fordi automatisering trenger dypere og dypere inn i mange områder av menneskelig aktivitet. For de som er glad i faget på fritiden er det utgitt mange bøker om robotikk, både i Russland og i andre land.
Til tross for at den nåværende teknologien har nådd enestående høyder, og roboter brukes aktivt av mennesker, er deres humanoide representanter - androider - fortsatt "utenfor jobb". De blir forbedret, flere og mer komplekse modeller utvikles, men i praktisk anvendelse taper de fortsatt håpløst til sine hjul-, belte- og til og med stasjonære "kolleger" og forblir stort sett leker. Faktum er at menneskelig vandring er en veldig kompleks prosess, som ikke er så lett for en maskin å etterligne.
Dessuten, fra et praktisk synspunkt, er det ikke noe presserende behov for humanoide roboter. I industrien fungerer stasjonære manipulatorer kombinert til automatiske produksjonslinjer vellykket. Der bevegelse er påkrevd, enten det er lasting av et lager, minerydding av bomber, inspeksjon av ødelagte bygninger, er en hjul- og beltedrift mye enklere og mer effektivt enn imiterte menneskebein.
Likevel nekter folk ikke å jobbe med androider, det arrangeres jevnlig konkurranser rundt om i verden, der representanter fra ulike robotskoler demonstrerer sine ferdigheter i å kontrollere produktene sine. Turneringer organiseres hele tiden direkte mellom maskiner, for eksempel i sjakkeller fotball.
Klassifisering av roboter
Det finnes flere klassifiseringsmetoder. Av arten av arbeidet som utføres, er maskinene delt inn i industri, konstruksjon, for landbruk, for transport, husholdning, militær, sikkerhet, medisinsk og forskning.
I henhold til type kontroll er de delt inn i operatørstyrt, semi-autonome og fullt autonome.
Biler av den første typen er rett og slett fjernstyrte biler (det enkleste eksemplet er en radiostyrt barnebil eller helikopter). Semi-autonome kan utføre noen av operasjonene på egen hånd, men menneskelig inngripen er fortsatt nødvendig på sentrale punkter. Helt autonome roboter utfører hele spekteret av operasjoner uavhengig (for eksempel manipulatorer av automatiske samlebånd).
I henhold til mobilitetsnivået skilles følgende klasser av roboter: stasjonære og mobile. Stasjonære - dette er de samme manipulatorene som alle er vant til å se, for eksempel i bilfabrikker. Mobile er videre delt inn i gå, hjul eller larve.
trommeslagere i moderne produksjon
Ulike industrielle produksjoner er industrien der hoveddelen av moderne automatiske enheter finner praktisk anvendelse.
Historien til industriell robotikk begynner i 1725, da perforert tape ble oppfunnet i Frankrike, brukt til å programmere vevstoler.
Begynnelsen av produksjonsautomatisering fant sted på 1800-tallet, daFrankrike startet masseproduksjon av automatiske vevstoler på hullkort.
I 1913 installerte Henry Ford det første samlebåndet for bilmontering på fabrikken sin. Monteringen av den ene bilen tok omtrent en og en halv time. Selvfølgelig var denne linjen ennå ikke fullautomatisert, slik den er nå, men den var en utgang til et kvalitativt nytt produksjonsnivå.
Offisielt begynner bruken av roboter i produksjonen i 1961, da den første offisielt produserte manipulatoren ble installert på General Motors fabrikk i New Jersey. Denne maskinen arbeidet med hydrauliske drev og ble programmert gjennom en magnetisk trommel.
Den industrielle automasjonsboomen kom på 1970-tallet. I 1970 ble den første moderne manipulatoren laget i USA for bruk i industrien: den hadde elektriske stasjoner med seks frihetsgrader og ble styrt fra en datamaskin. Parallelt ble det gjennomført utbygginger i Sveits, Tyskland og Japan. I 1977 ble den første japanskproduserte roboten utgitt.
På begynnelsen av 80-tallet begynte General Motors å automatisere produksjonen, og allerede i 1984 begynte Russland det også – AvtoVAZ skaffer seg lisens for uavhengig produksjon av roboter fra det tyske selskapet KUKA Robotics. Palmen er imidlertid fortsatt med japanerne - på midten av 90-tallet var to tredjedeler av det totale antallet roboter i verden konsentrert i Japan, nå er det omtrent halvparten.
Forestill deg i dag bilindustrien og alle andre in-lineproduksjon uten mekaniske assistenter er nesten umulig. Førsteplassen er okkupert av automatiske sveisemaskiner. Nøyaktigheten til robotsveising er tideler av en millimeter. En slik enhet er i stand til samtidig å kutte metall i deler.
Følgt av mekanismer som utfører laste- og losseoperasjoner, mate emner inn i maskiner og lagre ferdige produkter.
Tredjeplassen når det gjelder automatisering er smiing og støperi. For øyeblikket er nesten alle slike verksteder i Europa robotiserte, ettersom arbeidsforholdene der er svært vanskelige for folk.
Andre operasjoner som automatiske maskiner brukes oftest til nå er rørbøying, hullboring, fresing og overflatesliping.
Hvor kan maskiner erstatte folk?
Svaret på spørsmålet om en person eller en robot skal gjøre den eller den jobben ligger i forskjellene mellom mennesker og maskiner. For øyeblikket opererer selv de mest avanserte maskinene i henhold til visse algoritmer (om enn noen ganger svært komplekse) som er forhåndsinnstilt i programmet. De har ikke fri vilje, valgfrihet, ønsker, impulser, ingenting som bestemmer den kreative komponenten til en person.
En robot kan gjøre en jobb med stor kompleksitet og presisjon, den kan gjøre denne jobben under forhold der en person ikke ville leve en time. Men han vil ikke være i stand til å skrive en bok eller et manus til en ny film, for å lage et maleri, med mindre det tidligere er plantet i hans minne av en person.
Derfor yrkerkreativ, hvor originalitet er viktig, ukonvensjonell tenkning forblir selvfølgelig hos folk. En robot kan være en sveiser, en laster, en maler, til og med en astronaut, men han kan ikke bli (i det minste på det nåværende utviklingsstadiet) en forfatter, poet eller kunstner.
Bør vi være redde for roboter?
Den viktigste frykten for menneskeheten i forhold til maskiner er frykten for at de, etter å ha blitt perfekte, en dag vil slutte å adlyde og begynne å leve sine egne liv, og gjøre mennesker til slaver. Denne frykten gikk hånd i hånd med utviklingen av robotikk. Den kommer til uttrykk både i mytologien (for eksempel den jødiske myten om golem som gjør opprør mot sin skaper) og i kunsten. De mest kjente filmene er "The Matrix", "Terminator", veldig mange bøker som forteller om maskinens opprør. Karel Capeks skuespill, som ga liv til ordet "robot", ender også med slaveri av menneskeheten av dens tidligere tjenere.
Men på det nåværende utviklingsstadiet av vitenskapen er denne frykten meningsløs. Roboter har ikke en bevissthet som ligner på et menneske, så de kan ikke ha noen ønsker i det hele tatt, for ikke å snakke om ønsket om å ta over verden.
For å reprodusere bevissthet i en maskin, må en person først finne ut hva hans egen bevissthet er, hvordan og fra hva den er dannet. Svaret på dette spørsmålet ligger i dypet av den menneskelige hjernen, som er langt fra å være fullt utforsket.
For å gjøre opprør, må roboter forstå hva verdensherredømme er og hvorfor de trenger det.
Og frem til dette punktet, alle,selv den mest komplekse og perfekte maskinen er fundament alt ikke forskjellig fra en foodprosessor eller kaffekvern. Derfor haster ikke spørsmålet om hvem som til syvende og sist blir den viktigste på jorden - en robot eller en person.
