"Ako strojevi proizvedu sve što nam treba, ishod će ovisiti o tome kako se distribuira. Svatko može uživati u životu punom luksuza i opuštenosti samo ako strojevi koji proizvode robu postanu uobičajeno vlasništvo ili će većina ljudi katastrofalno ostati siromašna ako se vlasnici automobila usprotivi preraspodjeli bogatstva … U stvarnosti se ne bismo trebali bojati robota, već kapitalizma. ", - Stephen Hawking.
Povijesna referenca. Pojava robota i robotizacija svjetske proizvodnje u 20. stoljeću
Prototipi modernih robota pojavili su se u vremenima drevne Grčke. Otprilike. Stanovnici Pharosa ugradili su četiri pozlaćene ženske figure s automatskim upravljanjem, koje su bile dobro vidljive izdaleka. Tokom dana odbijali su se sunčevu svjetlost, a navečer su gorjeli poput lampiona.
Poznato je da je u XII. Stoljeću arapski znanstvenik i izumitelj Al-Jazari stvorio brod s mehaničkim glazbenicima koji su zabavljali ljude svirajući glazbene instrumente.
Oko 1495., Leonardo da Vinci stvorio je nacrt humanoidnog robotskog viteza. Nije poznato je li ga pokušao prikupiti, no rukopisi pronađeni sredinom 20. stoljeća govore o tome da je mehaničarka mogla sjediti, pomicati ruke i glavu, pa čak i otvoriti vizir.
Nacrt za robota Leonarda.
U XVI-XVIII stoljeću u Europi je izgradnja "automata" postala raširena. To su bili mehanizmi kazaljki na satu, slični ljudima ili životinjama, koji su bili u stanju izvoditi prilično složene pokrete udova.
Jacques de Vaucanson je 1738. stvorio prvi "android" - humanoidni uređaj koji je svirao flautu. Također, francuski mehaničar i izumitelj postao je poznat po dizajniranju mehaničkih patki koje su mogle peckati hranu.
Promotivni video:
Jacques de Vaucanson mehanička patka.
Također, do nas su došle informacije o ruskom inženjeru Pafnutiyu Čebiševu, koji je krajem 19. stoljeća izumio „stop-walk“- mehaničku mašinu koja je imala visoku sposobnost cross-countrya.
Pafnutiy Chebyshev pješački automobil.
Ni Nikola Tesla nije mogao ostati podalje. Veliki genij 1898. stvorio je i demonstrirao javnosti minijaturni radio-upravljani brod.
Teslin radio-upravljani brod.
1920. godine češki pisac Karel Čapek i njegov brat Josef skovali su riječ "robot". Tu riječ su prvi upotrijebili u predstavi "Rossum Universal Robots", koja govori o događajima u tvornici koja proizvodi "umjetne ljude". Predstava je postavljena 1921. godine u Pragu i bila je veliki uspjeh te je pomogla popularizaciji termina "robot".
Na češkom jeziku riječ robota znači "težak rad", "naporan rad", "korveta" (usp. Bugarski rob "rob"), a u ruskim prijevodima tada se koristila riječ "radnik".
Zanimanje za robote je raslo. Godine 1927. američki inženjer J. Wensley dizajnirao je robota s upravljanjem glasom "Mr. Televox", koji je izgledao poput čovjeka i koji je sposoban izvršavati elementarne glasovne naredbe. Ovaj robot postao je izložba na Svjetskom sajmu u New Yorku. 1928. robot Eric pozdravio je posjetitelje izložbe Britanskog udruženja inženjera modeliranja. Iste godine, pod vodstvom dr. Nishimura Makota, stvoren je prvi japanski robot, "Naturalist", sposoban za pomicanje ruku i glave pomoću električnog pogona. Naknadno je ovaj android počeo smatrati pretkom japanske robotike.
1936. stvoren je prvi sovjetski robot, B2M. Moskovski školar Vadim Matskevich izgradio je android i za to mu je dodijeljena diploma na Svjetskoj izložbi u Parizu 1937. godine. V. V. Matskevič je kasnije postao kandidat tehničkih znanosti, autor mnogih popularnih znanstvenih radova i knjiga.
Od početka 30-ih godina pojavile su se strukture koje izvana podsjećaju na humanoidna stvorenja, sposobna izvoditi najjednostavnije pokrete ruku i reproducirati izraze po naredbi osobe. Postoje podaci da je tih godina robove uglavnom proizvodila tvrtka Westinghouse, neki njemački i nizozemski inženjeri u reklamne svrhe.
1936. bila je prekretnica u povijesti razvoja znanosti i tehnologije. Engleski matematičar Alan Mothison Turing predstavio je koncept "apstraktnog računarskog stroja" (danas poznatog kao "Turingov stroj"), sposobnog obavljati proračune proizvoljne složenosti uz pomoć jednostavnih operacija čitanja i mijenjanja i predviđao je pojavu u kasnim četrdesetima. univerzalna računala. Tih je godina niz znanstvenika (J. von Neumann, G. Walter, W. R. Ashby, C. Shannon i drugi) razvio teoriju algoritama temeljenu na proučavanju analogija između ljudskog živčanog sustava, računala i automatskih upravljačkih sustava. Naknadno je postalo jedno od teorijskih ishodišta računske matematike, a potom - kibernetike i robotike.
1938. godine u svijetu se pojavio "Electro": android težak 120 kg, visok je dva metra, mogao je hodati, govoriti i čak pušiti. Robota je dizajnirao inženjer Joseph Barnett.
Video roba Electro:
1942. poznati pisac znanstvene fantastike, američki znanstvenik i popularizator znanosti Isaac Asimov objavio je niz priča "Ja sam robot", u jednoj od kojih je prvi pokušao formulirati osnovne principe ponašanja robota i njihove interakcije s ljudima. Priča o kolekciji izgrađena je u obliku intervjua s dr. Susan Kelvin iz 2057. godine, u kojem ona dijeli svoja sjećanja na svoj rad kao osoblje robotskog psihologa svjetskog lidera u proizvodnji pozitronskih korporacija robota "US Robots and Mechanical Men, Inc."
Opća ideja objedinjavanja priča iz zbirke je rješavanje problema povezanih s robotima, koji se mogu pripisati sukobu željezne logike zakona robotike i ljudskog faktora. Ovi principi, kasnije nazvani Tri zakona robotike, glasili su:
- Robot ne može naštetiti nekoj osobi ili neprimjerivati štetu.
- Mora izvršavati naredbe neke osobe, osim onih koji su u suprotnosti s prvim zakonom.
- Robot mora osigurati vlastitu sigurnost, osim ako nije u suprotnosti s prvim i drugim zakonom.
Jedan od pionira industrijske robotike, osnivač i predsjednik robotičke tvrtke Unimation, Joseph F. Engelberger, smatra da su A. Azimov tri zakona robotike standardi koje stručnjaci moraju slijediti prilikom stvaranja modernih robota.
U 50-ima, automatizacija i robotizacija proizvodnje dosegla je novu razinu i postala masovna pojava.
Prema Američkom institutu za robotiku (RIA), industrijski robot je reprogramirajući višenamjenski manipulator dizajniran za pomicanje objekata po unaprijed određenim stazama pomoću promjenjivih programibilnih pokreta. U blizini je europska definicija, gdje se roboti podrazumijevaju samo kao univerzalna automatska postrojenja s najmanje tri stupnja pokretljivosti, opremljena raznim uređajima za držanje i lako reprogramiranim upravljačkim sustavom.
Tada su se počeli stvarati prvi industrijski roboti koji su izvodili montažu opreme i najjednostavnije monotone operacije. Za rad s radioaktivnim materijalima razvijeni su mehanički manipulatori koji su kopirali pokrete ruku osobe na sigurno. Primjer je kolica s daljinskim upravljanjem, razvijena 1960. godine s manipulatorom, televizijskom kamerom i mikrofonom, koja su korištena za istraživanje područja i prikupljanje uzoraka u područjima visoke radioaktivnosti.
Prvu robotsku ruku razvio je izumitelj samouk George Devol 1954. godine. Konstrukcija je težila dvije tone i kontrolirala je program snimljen na magnetskom bubnju. Taj se sistem zvao "Unimate", za uređaj je izdan patent, a zatim je izumitelj 1961. osnovao tvrtku "Unimation". Ovaj se sustav počeo koristiti za lijevanje metalnih dijelova iz kalupa. Uređaj za hvatanje radio je pomoću hidrauličkog pogona. Iste godine 1961. ovo je poduzeće instaliralo prvog industrijskog robota. Proveden je u tvornici General Motors u New Jerseyu na ljevaonici. Tada su novost testirale tvornice Chrysler i Ford.
Manipulator "Neimenovan".
Ovaj robot imao je pet stupnjeva slobode (o čemu se radi, reći ćemo u sljedećim člancima) i hvataljku s dva "prsta". Ovaj je stroj bio učinkovitiji i brži od ljudi. Točnost radova bila je prilično visoka - do 1,25 mm. Broj neispravnih dijelova se smanjio.
Ralph Mosher, inženjer tvrtke General Electric, 1965. razvio je robot Walking Truck za prijevoz tereta i brojne slične funkcije.
Video hodanja robota s kamionom:
Od 1967. industrijski roboti dolaze u Europu. Pojavljuju se zavarivački roboti i slikari. Pomoću video kamera i senzora manipulatori uče utvrđivati dimenzije proizvoda i njihovo mjesto.
1968. godine u Japanu se počela razvijati robotizacija. Japanska tvrtka "Kawasaki Heavy Industries, Ltd." dobio je licencu za proizvodnju robota od tvrtke "Unimation Inc." i sastavio je svog prvog industrijskog robota. U početku je opskrba takvih robota bila mala i koristili su se uglavnom za zavarivanje i prskanje.
Prošle su 70-ih godina u brzom razvoju robotike. 1982. IBM kreira prvi službeni jezik za programiranje robotskih sustava. 1984. godine Adept je predstavio prvog robota Scara na električni pogon.
Ako je 1968. godine Japan bio jedan od novopridošlih u proizvodnji i razvoju robotike, tada se do ranih 80-ih broj tvrtki koje se bave ovom industrijom mnogostruko povećavao - s 10 na 175. Ako su na početku formiranja proizvodnje Japanci proizveli oko 200 robota, onda je 1981. godine - već 22100 komada.
Ukupno za razdoblje od 1968. do 1981. godine. U japanskim tvornicama proizvedeno je 98.800 robota. Godine 1982. park zapravo industrijskih robota u Japanu ukupno je iznosio oko 13.000, 1984. - 65.000, 1985. - 93.000, 1986. - 116.000, a 1989. - 174.000! I to bez uzimanja u obzir neprogramabilnih manipulatora bez krute kontrole. Od tada je Japan krenuo na put kako bi postao svjetska prijestolnica robota. Krajem 20. stoljeća bilo je oko 130 tvrtki koje su se bavile proizvodnjom robota. Vodeće japanske robotske tvrtke uključuju: Kawasaki Heuvy Industries, Hitachi, Mitsubishi Heavy Industries, Fujitsu Fanuc, Aida inženjering, Matsushita Electric Company, Yasukawa Electric i druge.
Sjedinjene Države bile su inferiorne drugim zemljama u pogledu flote industrijskih robota već dugo ranih 80-ih. Godine 1984. broj robota bio je približno 13 000, 1985. - 20 000. Ukupno se od 3500 robota koristilo u američkoj industriji od 1981., a 1989. više od 35 000.
Tada se oko 20 tvrtki bavilo razvojem robota, od kojih su najpoznatiji bili Cincinnati Milacron i Unimation (koji je početkom 80-ih prebačen u koncern Westinghouse). Najčešće su industrijski roboti u Sjedinjenim Državama uvedeni u automobilsku industriju, gdje su korišteni u točkovnom zavarivanju tijela. Do 1981. u General Motorsu je već bilo 270 robota. Također su robote predstavili Ford, Chrysler i druge tvrtke.
Također, u Zapadnoj Europi je rastao tempo industrijalizacije.
Treća zemlja u razvoju industrijskih robota i razmjera njihove primjene je Savezna Republika Njemačka. 1980. godine postojale su 22 tvrtke koje su proizvodile industrijske robote, a sada je više od 90 tvrtki koje dobavljaju oko 200 različitih modela, ali najmanje 50% svih industrijskih robota koji se koriste dijele ASEA, Kuka, Volkswagen”.
Park industrijskih robota u Njemačkoj 1980. godine iznosio je oko 1300, u 1984. - 6600, u 1986. - 12400, a do početka 1988. - 14900 jedinica, od čega se polovina koristi u automobilskoj industriji.
Početkom 90-ih došlo je do proboja u razvoju robotike: pojavio se kontroler s intuitivnim upravljačkim sučeljem kojim može upravljati operator. Mogao je mijenjati parametre rada i regulirati način rada. Znanstveni i tehnološki napredak omogućio je povećanje razvojnih sposobnosti, inteligencije i kontrole robota. Njihove su se funkcije i pouzdanost samo razvijale: složenost, brzina rada, broj sjekira povećavao se, počeli su se koristiti dodatni materijali. Također je učinjeno nekoliko sigurnih koraka u stvaranju umjetne inteligencije.
Istina, sredinom 1990-ih došlo je do određenog pada uvođenja robota i financiranja velikih projekata. Iz nekoliko razloga, robotska se oprema koristila samo za sastavljanje automobila i neke druge industrije. Troškovi razvoja i upotrebe bili su vrlo visoki, ali do 2000. godine proizvodnja je ponovo počela rasti, povećavajući se za 30% godišnje.
Vodeći proizvođači robota u 20. stoljeću bili su Kawasaki Heuvy Industries, Hitachi, Mitsubishi Heavy Industries, Fujitsu Fanuc, Yasukawa Electric, Matsushita Electric Company (Japan); Cincinnati Milacron, Unimation, GMF Robotics, IBM (SAD); ASEA (Švedska); Volkswagen i Kuka (Njemačka); Renault (Francuska); Comau-Fiat (Italija); Tralfa (Norveška); GEC i Dainichi Sykes (UK).
Pokazatelji performansi robota vodećih kompanija već su počeli dostizati velike visine: roboti iz Unimatea, Versatrana, Kawasaki Unimatea, Trallfa, ASEA, Kuka itd. Mogli su raditi bez prekida za održavanje do 500 - 700 sati, njihov se ukupni radni vijek povećava na 40 tisuća sati. Gubici povezani s prekidom rada tijekom popravka i prelaska nisu veći od 2% ukupnog radnog vremena. Svi ti čimbenici doveli su do dobrih ušteda troškova proizvođača.
Jedan od glavnih pravaca znanstvenog i tehnološkog napretka svjetske industrije na kraju 20. stoljeća bilo je stvaranje fleksibilnih proizvodnih sustava (točna definicija bit će dana u sljedećem članku). Takvi sustavi povećali su učinkovitost male i serijske proizvodnje. 1987. godine 360-370 GPS-a djelovalo je u cijelom svijetu, na primjer, u Japanu - 102, SAD - 66, Njemačkoj - 40, Velikoj Britaniji - 36, Italiji - 32, Francuskoj - 30, Švedskoj - 10.
Krajem 20. stoljeća robotizacija proizvodnje provodila se prilično intenzivno u svim industrijskim zemljama. Napravljen je i proučavan je napredak robotskih sustava, povezan s njihovim osjetom i umjetnom inteligencijom. Glavni prioriteti proizvođača su preraspodjela svjetskog tržišta, puštanje na tržište roba bolje kvalitete s nižim troškovima i raznovrsnijim asortimanom.