Različiti automatski uređaji zauzimaju toliko snažno mjesto u ljudskom životu da je gotovo nemoguće zamisliti modernu civilizaciju bez njih. Međutim, istorija robotike je veoma duga, ljudi su skoro čitavu svoju istoriju učili kako da prave razne mašine. Naravno, drevne mašine se ne mogu porediti sa modernim, one su pre bile njihove sličnosti. Međutim, oni pokazuju da se ideje stvaranja mašina, posebno veštačke imitacije čoveka, mogu pratiti do najstarijih slojeva ljudske istorije.
Pojava riječi "robot"
Ovu riječ je skovao poznati češki pisac Karel Capek. Prvi put je upotrijebio taj izraz u naslovu svoje drame Rossum's Universal Robots iz 1920. godine. Međutim, on se ne može smatrati autorom riječi "robot", ona dolazi samo od češkog robota, što znači samo "rad". Prema riječima samog pisca, riječ je ponudio njegov brat Joseph, dok sam Čapek nije mogao odlučiti kako da imenuje svoje likove.
Zaplet Čapekove drame mnogimaće izgledati poznato: u početku ljudi iskorištavaju svoje mehaničke sluge na raznim teškim poslovima, zatim se pobune i, zauzvrat, porobe ljude.
U modernom smislu, "robot" je mehanički uređaj koji samostalno radi prema datom programu, bez ljudske pomoći.
Koncept robotike i njeni zakoni
Godine 1941., poznati zakoni robotike Isaaca Asimova formulisani su u priči "Lažov", koji su dizajnirani da regulišu ponašanje ovih mašina.
- Robot ne može nanijeti štetu osobi ili svojim nečinjenjem dozvoliti nanošenje te štete.
- Robot mora poslušati čovjeka sve dok to nije protivno prvom zakonu.
- Robot se može braniti sve dok nije u suprotnosti sa prva dva zakona.
Naknadno, počevši od ovih zakona, sam Asimov i drugi autori stvorili su ogroman sloj radova posvećenih odnosu ljudi i mašina.
Azimov je uveo koncept "robotike". Riječ, nekada korištena u fantastičnoj priči, danas je naziv ozbiljne naučne grane koja se bavi razvojem i konstrukcijom raznih mehanizama, automatizacijom procesa, itd.
Mašine antičkog svijeta
Historija robotike vuče korijene iz antike. Neka vrsta robota izmišljena je u starom Egiptu prije više od četiri hiljade godina, kada su se svećenici skrivali unutar statua bogova i razgovarali s ljudima odatle. U isto vrijeme, ruke kipova su se pomicale iglave.
Ako date malo slobode svojoj mašti, možete pronaći reference na robote, na primjer, u mitovima antičke Grčke. Čak i Homer spominje mehaničke sluge koje je drevni grčki bog Hefest stvorio za sebe, diva Talosa, kojeg je stvorio od bronce da zaštiti Krit od neprijatelja. Platon govori o naučniku Arhitu iz Tarenta, koji je napravio vještačkog goluba sposobnog da leti.
Arhimed je u 3. veku pre nove ere navodno napravio aparat koji veoma podseća na savremeni planetarijum: prozirnu loptu koju pokreće voda, koja je prikazivala kretanje svih nebeskih tela poznatih u to vreme.
U srednjem vijeku ljudi su već počeli stvarati prave mašine sposobne da rade mnoge zanimljive stvari. Srednjem vijeku pripadaju i pokušaji stvaranja prvih humanoidnih mašina.
Albert Veliki, poznati alhemičar iz 13. stoljeća, stvorio je androida koji je djelovao kao vratar, otvarajući vrata kucanju i klanjanju gostima (android je robot koji kopira osobu izgledom i ponašanjem). Takođe je dizajnirao mehanizam sposoban da govori ljudskim glasom, takozvanu glavu koja govori.
Ko je prvi stvorio robota?
Projekat prvog robota, o kojem su sačuvani pouzdani podaci, kreirao je Leonardo da Vinci. Bio je to android koji je izgledao kao vitez u oklopu. Prema Leonardovim crtežima, mogao je da pomera ruke i glavu. Ostaje pitanje zašto slavni pronalazač svog viteza nije obdario sposobnošću da pomera noge, odnosno hoda. Možda je ovo smatrao tehnički teškim problemom (kojipotpuno je tačno). Ili se pretpostavljalo da vitez treba da jaše konja, a pokretljivost nogu mu nije neophodna.
Ne zna se pouzdano da li je da Vinci uspio da napravi svog "terminatora", ali je dizajnirao robota lava koji je, kada se kralj pojavio, kandžama razderao prsa, pokazujući grb Francuske skriveno u njemu.
Pored toga, Leonardo je takođe imao ideje o interakciji mehanizama sa ljudskim organima, tj. već na prelazu iz 15. u 16. vek je anticipirao savremeni razvoj proteza koje kontroliše direktno ljudski nervni sistem.
Mehanički muzičari i hodajući motori
Tokom 16. veka u Evropi su stvoreni mnogi uređaji, uglavnom koristeći mehanizme za namotavanje (sat). Na primjer, u Njemačkoj su napravljeni umjetna muha i orao koji su mogli letjeti, a u Italiji ženski robot koji je svirao lautu.
Tokom 17. veka, Evropljani su razvili i poboljšali prve mehaničke "kalkulatore". U početku mogu samo sabirati i oduzimati, ali do kraja stoljeća već su sposobni za dijeljenje i množenje.
Ovaj trenutak se može smatrati prekretnicom u historiji robotike, jer dvije grane znanja počinju da se razvijaju paralelno, koje će se u budućnosti koristiti za stvaranje modernih robota:
- razvoj mašina koje oponašaju i zamjenjuju osobu i njene postupke;
- kreiranje uređaja dizajniranih za pohranjivanje i obradu informacija.
Paralelno, mehaničkihumanoidni uređaji sposobni za sviranje muzičkih instrumenata, pisanje i crtanje.
Početak 19. veka obeležen je početkom "prijateljstva" ljudi sa strujom. Počinje se brzo širiti i prodirati u mnoge sfere ljudske djelatnosti. Istovremeno su se usavršavali razni mehanički kompjuteri i analitičke mašine, izumljeni su telefon i telegraf.
Poznate su priče o raznim humanoidnim mašinama koje su navodno izmišljene i korišćene u SAD tokom 19. veka:
- 1865. godine, dizajner Johnny Brainard stvorio je takozvanog parnog čovjeka, koji je bio upregnut u kola umjesto u konja. Bila je to, u stvari, lokomotiva koja je izgledala kao osoba (samo mnogo veća). Moralo se stalno "daviti", a njome se upravljalo, poput konja, uzde. Tvrdilo se da je mogao "hodati" brzinom do 50 km/h.
- Nakon nekog vremena, Frank Reid već testira "električnog čovjeka", ali malo se zna o ovom izumu.
- Godine 1893. Archie Campion je predstavio model vještačkog vojnika na parni pogon nazvan Boilerplate, koji je navodno više puta korišten u praksi, odnosno u bitkama.
Sve ove informacije su zanimljive, ali izazivaju sumnje, jer, uprkos naizgled izvanrednim karakteristikama, ovi proizvodi nikada nisu ušli u masovnu proizvodnju, za razliku od parnih lokomotiva, parobroda i tako dalje. Najvjerovatnije su postojali samo u obliku prototipova i nikada nisu našli svoju primjenu,zapravo igračke za odrasle.
20. stoljeće je vrhunac robotike
U 20. veku, istorija robotike ulazi u završnu fazu, što je dovelo do stvaranja onih robota koje čovečanstvo sada poznaje.
Proboji su napravljeni u oblasti elektronike, pojavljuju se diode i triode. Prvi cijevni kompjuteri su prvo razvijeni u teoriji, a zatim implementirani.
U isto vrijeme, stvoren je prvi elektronski humanoidni robot, kontroliran sa udaljenosti, sposoban da se kreće i govori. Zatim dolazi elektronski pas koji reaguje na svjetlo i može lajati.
Krajem prve trećine 20. veka, radio-kontrolisani androidi uče da pričaju telefonom, hodaju, čak i da budu predavači na izložbi, puše cigarete i tako dalje. U tom trenutku su mnogi već mislili da nije ostalo mnogo – a roboti će zamijeniti ljude. Međutim, kasnije postaje jasno da tadašnji androidi neće biti moguće koristiti za bilo kakav posao zbog nedovoljnog razvoja tehnologija u to vrijeme.
Ali ovi nalazi ne zaustavljaju pronalazače - androidi su se nastavili pojavljivati i još uvijek se razvijaju.
U 1940-1950-im godinama se nastavlja unapređenje elektronike, kompjutera i kompjuterskog programiranja, pojavljuje se koncept "vještačke inteligencije", nakon čega dolazi do značajnog skoka u razvoju robotike, roboti počinju da "pamete" "brzo.
Konačno, od početka 60-ih san čovečanstva počinje da se ostvaruje - mašine počinju da zamenjuju ljude teškim, opasnim inezanimljivi poslovi. Pojavljuju se prvi robotski manipulatori modernog tipa. Prvo izvode samo najnezgodnije operacije za čovjeka, a zatim se kreiraju automatske montažne linije.
Vremenom počinje ludnica za ljudima sa robotima. Otvaraju se brojni kružoci i škole robotike za djecu, proizvode se razne edukativne igračke i konstruktori. Industrija zabave također ne stoji po strani - 1986. godine izašao je prvi dio filma "Terminator", koji je odjeknuo svijetom.
Domaća robotika
Istorija robotike u Rusiji, kao iu Evropi, ima više od jednog veka. Ruski naučnici već neko vreme idu u korak sa svojim evropskim kolegama u dizajnu raznih automata: u poslednjoj trećini 18. veka u Rusiji je stvorena računarska mašina nazvana Jacobsonova mašina, a 1790. godine Ivan Petrovič Kulibin je stvorio njegov čuveni sat "jaje". U njih je ugrađeno nekoliko ljudskih figura koje su izvodile određene radnje, sat je svirao i himnu i druge melodije.
Ruski naučnici su napravili nekoliko značajnih otkrića u istoriji robotike. Semjon Nikolajevič Korsakov je postavio temelje računarstva 1832. Razvio je nekoliko mašina sposobnih za izvođenje inteligentnih proračuna koristeći bušene kartice za njihovo programiranje.
Boris Semenovich Jacobi je 1838. godine izumio i testirao prvi električni motor, čija osnovna konstrukcija ostaje relevantna do danas. Jacobi,postavivši ga na čamac, uz njegovu pomoć prošetao je Nevom.
Akademik P. L. Čebišev 1878. godine predstavio je prvi prototip vozila za hodanje - hodajući automobil.
M. A. Bonch-Bruevich je izumio okidač 1918. godine, zahvaljujući čemu je stvaranje prvih kompjutera postalo moguće, a V. K. Zworykin malo kasnije demonstrira elektronsku cijev koja je dovela do televizije.
Prvi kompjuter se pojavljuje u SSSR-u 1948. godine, a već 1950. godine objavljen je MESM (mala elektronska računska mašina), u to vrijeme najbrža u Evropi.
Zvanično, istorija robotike u Rusiji može se računati od 1971. godine. Tada je u Moskovskoj višoj tehničkoj školi Bauman stvoren odsjek za specijalnu robotiku i mehatroniku, na čijem je čelu bio akademik E. P. Popov. Postao je osnivač nacionalne škole inženjerske robotike.
Domaća nauka se adekvatno takmičila sa stranom. Davne 1974. godine sovjetski kompjuter je postao svjetski prvak u šahovskom turniru među mašinama. A superkompjuter Elbrus-3, stvoren 1994. godine, bio je dvostruko brži od najmoćnijeg američkog kompjutera tog vremena. Međutim, nije pušten u masovnu proizvodnju, možda zbog teške situacije u zemlji u to vrijeme.
ruski automatski kosmonauti
Zvanično, početak robotike u Rusiji datira iz 1971. godine. Tada je zvanično priznata kao nauka u SSSR-u. Iako su u to vrijeme jurišne puške ruske proizvodnje već iz sve snage orale svemirska prostranstva.
1957., prvi na svijetuveštački Zemljin satelit. Stanica Luna-9 je 1966. godine poslala radio signal na Zemlju sa površine Meseca, a aparat Venera-3, koji je uspešno stigao do planete, tamo je postavio zastavu SSSR-a.
U samo četiri godine lansirane su još dvije lunarne stanice i obje su uspješno završile svoju misiju. Lunohod-1, koji je isporučila Luna-17, radio je tri puta duže od planiranog i dao je sovjetskim naučnicima mnogo vrijednih informacija.
Godine 1973., druga stanica iste serije isporučila je na Mjesec još jedan lunarni rover, koji se također savršeno nosio sa svojim zadatkom.
Robotika u naše vrijeme
Moderni roboti su prodrli u mnoga područja ljudskog života. Njihova raznolikost je nevjerovatna: ovdje su samo dječje igračke, i čitave automatizirane fabrike, hirurški kompleksi, umjetni kućni ljubimci, vojna i civilna bespilotna vozila. Njihov stalni razvoj i unapređenje provode mnoge organizacije u svijetu. U Rusiji vodeću poziciju u naučnoj robotici zauzima Centralni istraživački institut za robotiku i tehničku kibernetiku (Centralni istraživački institut za robotiku i tehničku kibernetiku) u Sankt Peterburgu, osnovan 1961. godine kao projektantski biro pri Politehničkom institutu. U ovom najvećem centru razvijeni su elektronski sistemi za letjelicu Buran, stanice serije Luna i međunarodnu svemirsku stanicu.
Specijalnost "Mehatronika i robotika" i slični prisutni su u mnogim tehničkimuniverziteta u svetu. Stručnjaci s takvim obrazovanjem su veoma traženi na tržištu rada, jer automatizacija prodire sve dublje i dublje u mnoga područja ljudske aktivnosti. Za one koji vole ovu temu u slobodno vreme, objavljeno je mnogo knjiga o robotici, kako u Rusiji tako iu drugim zemljama.
Uprkos činjenici da je trenutna tehnologija dostigla neviđene visine i da ljudi aktivno koriste robote, njihovi humanoidni predstavnici - androidi - i dalje su "bez posla". Oni se poboljšavaju, razvijaju se sve složeniji modeli, ali u praktičnoj primjeni i dalje beznadežno gube od svojih "kolega" na kotačima, gusjenicama, pa čak i nepokretnih "kolega" i uglavnom ostaju igračke. Činjenica je da je ljudsko hodanje veoma složen proces, koji mašini nije tako lako imitirati.
Osim toga, sa praktične tačke gledišta, ne postoji hitna potreba za humanoidnim robotima. U industriji uspješno rade stacionarni manipulatori kombinovani u automatske proizvodne linije. Gdje je potrebno kretanje, bilo da se radi o utovaru skladišta, deminiranju bombi, pregledu uništenih zgrada, pogon na kotačima i gusjenicama je mnogo lakši i efikasniji od imitacije ljudskih nogu.
Ipak, ljudi ne odbijaju raditi na androidima, širom svijeta se redovno održavaju takmičenja na kojima predstavnici raznih škola robotike demonstriraju svoje vještine u kontroli svojih proizvoda. Turniri se stalno organizuju direktno između mašina, na primjer, u šahuili fudbal.
Klasifikacija robota
Postoji nekoliko metoda klasifikacije. Po prirodi posla, mašine se dele na industrijske, građevinske, za poljoprivredu, za transport, za domaćinstvo, vojne, bezbednosne, medicinske i istraživačke.
Prema vrsti upravljanja dijele se na upravljane, poluautonomne i potpuno autonomne.
Automobili prvog tipa su jednostavno automobili na daljinsko upravljanje (najjednostavniji primjer je dječji radio-kontrolirani automobil ili helikopter). Poluautonomni mogu samostalno obavljati neke od operacija, ali je ljudska intervencija i dalje potrebna u ključnim točkama. Potpuno autonomni roboti samostalno izvode čitav niz operacija (na primjer, manipulatori automatskih montažnih linija).
Prema stepenu mobilnosti razlikuju se sljedeće klase robota: stacionarni i mobilni. Stacionarni - to su isti manipulatori koje su svi navikli vidjeti, na primjer, u tvornicama automobila. Mobilni se dalje dijele na hodajuće, na kotačima ili na gusjenice.
Bubnjari moderne proizvodnje
Različite industrijske proizvodnje su industrija u kojoj najveći deo savremenih automatskih uređaja nalazi praktičnu primenu.
Historija industrijske robotike počinje 1725. godine, kada je u Francuskoj izumljena perforirana traka koja se koristila za programiranje razboja.
Početak automatizacije proizvodnje desio se u 19. veku, kadaFrancuska je započela masovnu proizvodnju automatskih razboja na bušenim karticama.
Godine 1913, Henry Ford je instalirao prvu montažnu liniju za sklapanje automobila u svojoj fabrici. Montaža jednog automobila trajala je oko sat i po. Naravno, ova linija još nije bila potpuno automatizirana, kao što je sada, ali je bila izlaz na kvalitativno novi nivo proizvodnje.
Zvanično, upotreba robota u proizvodnji počinje 1961. godine, kada je prvi zvanično proizveden manipulator instaliran u fabrici General Motorsa u New Jerseyu. Ova mašina je radila na hidrauličnim pogonima i programirana je preko magnetnog bubnja.
Bum industrijske automatizacije došao je 1970-ih. Godine 1970. u SAD je stvoren prvi manipulator modernog tipa za upotrebu u industriji: imao je električne pogone sa šest stupnjeva slobode i upravljao se s kompjutera. Paralelno, razvoji su se odvijali u Švicarskoj, Njemačkoj i Japanu. 1977. pušten je prvi robot japanske proizvodnje.
Početkom 80-ih, General Motors je počeo da automatizuje svoju proizvodnju, a već 1984. je počela i Rusija - AvtoVAZ dobija licencu za samostalnu proizvodnju robota od nemačke kompanije KUKA Robotics. Međutim, dlan je i dalje kod Japanaca - sredinom 90-ih dvije trećine ukupnog broja robota u svijetu bilo je koncentrisano u Japanu, sada je to oko polovine.
Danas zamislite automobilsku i bilo koju drugu linijuproizvodnja bez mehaničkih pomoćnika je gotovo nemoguća. Prvo mjesto zauzimaju automatski aparati za zavarivanje. Preciznost robotskog laserskog zavarivanja je desetinke milimetra. Takav uređaj može istovremeno rezati metal na dijelove.
Praćeni mehanizmima koji izvode operacije utovara i istovara, ubacuju zalihe u mašine i skladište gotove proizvode.
Treće mjesto po automatizaciji su kovanje i ljevanje. Trenutno su skoro sve takve radionice u Evropi robotizovane, jer su uslovi rada tamo veoma teški za ljude.
Ostale operacije za koje se sada najčešće koriste automatske mašine su savijanje cijevi, bušenje rupa, glodanje i površinsko brušenje.
Gdje mašine mogu zamijeniti ljude?
Odgovor na pitanje da li osoba ili robot treba da radi ovaj ili onaj posao leži u razlikama između ljudi i mašina. U ovom trenutku čak i najnaprednije mašine rade prema određenim algoritmima (iako ponekad vrlo složenim) koji su unaprijed postavljeni u programu. Oni nemaju slobodnu volju, slobodu izbora, želje, impulse, ništa što određuje kreativnu komponentu osobe.
Robot može obaviti posao velike složenosti i preciznosti, može taj posao u uslovima u kojima čovjek ne bi živio ni sat vremena. Ali on neće moći da napiše knjigu ili scenario za novi film, da stvori sliku, osim ako mu je prethodno nije usadila osoba u pamćenje.
Zato profesijekreativno, gdje je originalnost važna, nekonvencionalno razmišljanje, naravno, ostaje kod ljudi. Robot može biti zavarivač, utovarivač, slikar, čak i astronaut, ali ne može postati (barem u sadašnjoj fazi razvoja) pisac, pjesnik ili umjetnik.
Da li se trebamo bojati robota?
Glavni strah čovječanstva u odnosu na mašine je strah da će one, postavši savršene, jednog dana prestati da se pokoravaju i početi živjeti svoje živote, pretvarajući ljude u robove. Ovaj strah je išao ruku pod ruku s razvojem robotike. Dolazi do izražaja i u mitologiji (na primjer, jevrejski mit o golemu koji se pobunio protiv svog tvorca) i u umjetnosti. Najpoznatiji filmovi su "Matrix", "Terminator", veliki broj knjiga koje govore o ustanku mašina. Drama Karela Čapeka, koja je dala život riječi "robot", također se završava porobljavanjem čovječanstva od strane njegovih bivših sluga.
Međutim, u sadašnjoj fazi razvoja nauke, ovi strahovi su besmisleni. Roboti nemaju svijest sličnu ljudskoj, tako da ne mogu imati nikakve želje, a da ne spominjemo želju da preuzmu svijet.
Da bi reprodukovao svest u mašini, čovek prvo mora da shvati šta je njegova sopstvena svest, kako i od čega se formira. Odgovor na ovo pitanje leži u dubinama ljudskog mozga, koji je daleko od toga da bude potpuno istražen.
Da bi se "pobunili", roboti moraju razumjeti šta je dominacija svijetom i zašto im je potrebna.
A do ove tačke, bilo koji,čak se i najsloženija i najsavršenija mašina suštinski ne razlikuje od procesora hrane ili mlinca za kafu. Stoga, pitanje ko će u konačnici biti glavni na Zemlji - robot ili osoba, još nije hitno.
