• Drukuj

Robotyka jest interdyscyplinarną dziedziną wiedzy na styku mechaniki, automatyki, elektroniki, sensoryki, cybernetyki oraz informatyki. Domeną robotyki są również rozważania nad sztuczną inteligencją - w niektórych środowiskach robotyka jest wręcz z nią utożsamiana.

Po raz pierwszy terminu 'robot' użył w 1921 r., w swojej sztuce czeski pisarz Karel Ćapek. Terminem tym określił maszynę-niewolnika zastępującą człowieka w najbardziej uciążliwych zajęciach.

W roku 1942 Isaac Assimov w krótkim opowiadaniu \”Runaround\” po raz pierwszy użył słowa robotyka. W kolejnych latach Assimov w swoich utworach niejednokrotnie poruszał tematy robotyki w roku 1950 wydał zbiór opowiadań pod tytułem \”Ja, robot\”. Assimov wprowadził także trzy prawa robotyki, według których, jak uważa autor, powinny być programowane roboty:

Prawo zerowe:      Robot nie może szkodzić ludzkości, ani nie może, przez zaniedbanie, narazić ludzkości na szkodę.

Prawo pierwsze:    Robot nie może zranić istoty ludzkiej, ani nie może przez zaniedbanie narazić człowieka na zranienie, chyba, że narusza to prawo o  wyższym priorytecie.

Prawo drugie:       Robot musi spełniać polecenia wydawane przez człowieka, poza poleceniami sprzecznymi z prawami o wyższym priorytecie.

Prawo trzecie:       Robot musi chronić samego siebie dopóki dopóty nie jest to sprzeczne z prawem o wyższym priorytecie. 

 Tymczasem początek rozwoju robotyki jako dziedziny wiedzy przypada na 1961 r. Wtedy to w General Motors uruchomiono pierwszy manipulator pracujący na linii produkcyjnej.

Maszyny, które buduje robotyka nazywane są robotami . 

Istnieje kilka rodzajów robotów począwszy od pierwszej generacji, jak manipulatory, aż do czwartej generacji, która byłaby „inteligentnymi” robotami:

• Robot przemysłowy: jak np. przemysłowe ramię mechaniczne.
• Manipulator: jak np. pakowacz, ładowacz i rozładowacz w fabryce.
• Naziemne: niektóre mają kształty owadów, niektóre mają koła, a niektóre stoją na dwóch nogach, zwane robotami androidami.
• Lotnicze: mają kształt samolotów lub helikopterów.
• Badania: na przykład łazik podobny do łazika, który NASA wykorzystuje do badania planety Mars.
• Edukacyjne lub rozrywkowe: z reguły służą do codziennej konsumpcji, jak np. elektroniczne zwierzaki.
• Bioinżynieria robotów: łączy biologię, inżynierię, elektronikę i robotykę w celu stworzenia protez i prototypów dla medycyny.

Rozwój robotyki

Według definicji wprowadzonej w 1979 roku przez (Robotics Industries Association) robot to:

“Programowalny, wielofunkcyjny manipulator zaprojektowany do przenoszenia materiałów, części, narzędzi lub specjalizowanych urządzeń poprzez różne programowalne ruchy, w celu realizacji różnorodnych zadań”.

Nieco inną definicję podaje słownik Webster’a:

„Robot – urządzenie automatyczne wykonujące czynności normalnie przyporządkowane człowiekowi lub maszyna człekokształtna.”

Podstawową cechą robotów jest ich programowalność, co pozwala bez większych kłopotów przystosować robota do zmiennych wymagań i środowisk pracy.

Początkowo roboty były projektowane do wykonywania różnych czynności związanych z przenoszeniem materiałów. Program pracy zawierał zamkniętą sekwencję ruchów z punktu A, zamknięcie chwytaka (uchwycenie przenoszonego przedmiotu), ruch do punkty B, otwarcie chwytaka (odłożenie przenoszonego przedmiotu). Roboty te nie były wyposażone w żadne zewnętrzne czujniki. Dopiero zastosowanie robotów do bardziej skomplikowanych czynności jak spawanie, stępianie krawędzi czy montaż zmusiło konstruktorów do stworzenia robotów posiadających możliwość wykonywania bardziej skomplikowanych ruchów i wyposażenie ich w czujniki pozwalające im na większą interakcję z otoczeniem.

Poniżej przedstawiono ważne daty w historii robotyki:

1750    Szwedzki rzemieślnik tworzy automaton mechanizm do odgrywania melodii i pisania listów.

1917    Słowo robot pojawiło się po raz pierwszy w literaturze, użyte w sztuce \”Opilek\” Czeskiego pisarza Karel\’a Ĉapka.

1921    Słowo robot stało się znane dzięki sztuce \”R.U.R.\” Karel\’a Ĉapka.

1927    Niemiecki reżyser Fritz Lang stworzył robota kobietę, w jego filmie \”Metropolis\”.

1938    Issac Assimov umieszcza termin robotyka w swojej noweli science-fiction i formułuje Trzy Prawa Robotyki.

1947    Opracowanie pierwszego teleoperatora z serwonapędem elektrycznym.

1948    Opracowanie teleoperatora ze sprzężeniem zwrotnym od siły.

1949    Rozpoczęcie badań nad obrabiarkami sterowanymi numerycznie.

1954    Pierwszy patent dotyczący robotyki w Wielkiej Brytanii Nr.781465 złożony w Anglii 29 Marca.

1954    Zaprojektowanie pierwszego programowalnego robota przez Georg\’a Devola.

1956    Zakupienie praw do robota Devola i założenie firmy Unimation przez Josepha Engelbergera, studenta fizyki na Uniwersytecie Colubia.

1958    Pierwszy prototyp robota Unimate zainstalowany w fabryce General Motors.

1960    Zespół sztucznej inteligencji w Stanfordzkim Instytucie Badawczym w Kalifornii i Uniwersytet w Edynburgu w Szkocji rozpoczynają pracę nad zastosowaniem wizji w robotach.

1961    Pierwszy seryjny robot Unimate zainstalowany w fabryce General Motors w Trenton w stanie New Jersey.

1961    Opracowanie pierwszego robota ze sprzężeniem zwrotnym od siły.

1961    Pierwszy patent dotyczący robotów w U.S.A. Nr.2,998,237 złożony przez G.C.Devol\’a.

1963    Opracowanie pierwszego systemu wizyjnego dla robota.

1963    Wypuszczenie na rynek robota przemysłowego Versatran.

1964    Pierwszy robot malarski Tralfa pracujący w fabryce w Norwegii.

1966    Automatyczny lądownik księżycowy \”Surveyor\” ląduje na księżycu.

1968    Unimation otrzymuje zamówienie na serie robotów z zakładów General Motors.

1969    W Unimate General Motors rozpoczęto montaż nadwozi Chevrolet\’a Vega przy pomocy robotów Unimate.

1970    Pierwsze sympozjum dotyczące robotyki w Chicago.

1970    General Motors staje się pierwszą firmą wykorzystującą systemy wizyjne w zastosowaniach przemysłowych. System Consight zostaje zainstalowany w zakładzie w St. Catharines, Ontario, Kanada.

1971    Założenie Japońskiego Stowarzyszenia Robotyki Przemysłowej (Japanese Industrial Robot Association).

1971    Opracowanie robota Stanford Arm na Uniwersytecie Stanford.

1972    Na Uniwersytecie w Nottingham w Anglii stworzono SIRCH, układ zdolny do rozpoznawanie dowolnie zorientowanych dwuwymiarowych części.

1972    Kawasaki instaluje zrobotyzowaną linie produkcyjną w zakładach Nissan, roboty zostały dostarczone przez firmę Unimation.

1973    Pierwszy numer międzynarodowego czasopisma \”Roboty Przemysłowe\”.

1973    ASEA część przedsiębiorstwa Vasteras ze Szwecji prezentuje roboty elektryczne IRb 6 i IRb 60 przeznaczonych do automatycznych operacji szlifierskich.

1973    Opracowanie pierwszego języka programowania robotów (WAVE) na Uniwersytecie Stanford.

1974    Wprowadzenie przez firmę Cincinnati Milacron robota ze sterowaniem komputerowym.

1974    Hitachi prezentuje robota Hi-T-Hand używającego czujników dotykowych i siłowych pozwalających na wkładanie sworzni do otworów.

1974    Założenie Stowarzyszenia Robotyki Przemysłowej (Robotics Industries Association).

1975    Odnotowanie pierwszego zysku finansowego przez firmę Unimation.

1976    Tralfa robot malarski zostaje zaadaptowany do spawania kątowego.

1977    Założenie Brytyjskiego Stowarzyszenia Robotyki (British Robotics Association).

1978    Wprowadzenie przez firmę Unimation robota PUMA(Programmable Universal Assembly), opracowanego na podstawie projektu powstałego w trakcie badań w fabryce General Motors.

1979    Wprowadzenie robotów SCARA (Selective Compliance Assembly Robot Arm) w Japonii.

1982    Robot Pedesco zostaje użyty do usunięcia skażonego materiału po wycieku paliwa radioaktywnego z elektrowni nuklearnej.

1984    Zostaje opracowany PROWLER, pierwszy z serii robotów militarnych.

1986    Rozpoczęcie prac nad robotem humanoidalnym przez firmę HONDA.

1998    Robot mobilny Sojourner ląduje na Marsie 4 lipca.

1998    Skonstruowanie pierwszego bionicznego ramienia.

Kolejnymi kierunkami rozwoju robotów będzie tworzenie coraz bardziej uniwersalnych urządzeń, w coraz większym stopniu niezależnych. Jednak stworzenie androidów, a co za tym idzie stworzenie sztucznej inteligencji jest na razie odległą przyszłością.