Robot

Robot Toyoty podczas Toyota Kaikan w mieście Toyota

Plik:Aibo-zoom.jpg

Inteligentny robot AIBO będący zabawką udającą prawdziwego psa

Robot – mechaniczne urządzenie wykonujące automatycznie pewne zadania. Działanie robota może być sterowane przez człowieka, przez wprowadzony wcześniej program, bądź przez zbiór ogólnych reguł, które zostają przełożone na działanie robota przy pomocy technik sztucznej inteligencji. Roboty często zastępują człowieka przy monotonnych, złożonych z powtarzających się kroków czynnościach, które mogą wykonywać znacznie szybciej od ludzi. Domeną ich zastosowań są też te zadania, które są niebezpieczne dla człowieka, na przykład związane z manipulacją szkodliwymi dla zdrowia substancjami lub przebywaniem w nieprzyjaznym środowisku.

Pojęcia robot używamy też do nazywania autonomicznie działających urządzeń odbierających informacje z otoczenia przy pomocy sensorów i wpływających na nie przy pomocy efektorów. Roboty takie budowane są przez badaczy zajmujących się sztuczną inteligencją lub kognitywistyką w celu modelowania zdolności poznawczych, sposobu myślenia lub zachowania zwierząt bądź ludzi. Mimo ogromnego postępu w tych dziedzinach cel, którym jest stworzenie robota co najmniej dorównującego inteligencją człowiekowi, wciąż wydaje się bardzo odległy. Dziedziną sztucznej inteligencji zajmującą się projektowaniem i konstruowaniem robotów jest robotyka.

Robot jest też ogólnym pojęciem stosowanym do określenia istniejących w rzeczywistości, bądź wyimaginowanych automatów i maszyn przypominających wyglądem człowieka lub zwierzę. Słowa robot prędzej użyjemy do nazwania człekokształtnej ruchomej kukły, niż wysoko wyspecjalizowanej nowoczesnej zmywarki do naczyń – mimo że sposób działania tego urządzenia w pełni zgadza się z definicją robota. Przyczyną tego jest cechujący nas antropomorfizm.

Historia

Słowo robot pochodzi od czeskiego słowa robota, oznaczającego ciężką pracę, wysiłek. Upowszechniło się ono po przetłumaczeniu w 1923 roku na język angielski sztuki R.U.R. (Rossumovi Univerzální Roboti) której autorem jest Karel Čapek. Mimo iż pierwotnie odnosiło się ono do żywych istot – sztucznie produkowanej, uproszczonej wersji człowieka przeznaczonej do ciężkiej pracy, obecnie słowo to oznacza przede wszystkim urządzenia mechaniczne.

Termin robotyka wprowadził Isaac Asimov w swoim opowiadaniu Zabawa w berka (Runaround, 1942). Jest on też autorem trzech praw robotyki:

1. [Prawo nr. 0] Robot nie może szkodzić ludzkości, ani nie może, przez zaniedbanie, narazić ludzkości na szkodę.
2. Robot nie może zranić i skrzywdzić człowieka ani przez zaniechanie działania dopuścić, aby człowiek poniósł szkodę.
3. Robot musi słuchać danego mu rozkazu, chyba że koliduje on z Pierwszym Prawem.
4. Robot musi chronić sam siebie, dopóki nie koliduje to z Pierwszym lub Drugim Prawem.

Sama idea tworzenia sztucznych istot istnieje w ludzkiej kulturze od bardzo dawna, obecna jest na przykład w mitologii greckiej – w micie o Argonautach Jazon sieje smocze zęby, z których wyrastają wojownicy, natomiast mit o Pigmalionie mówi o Galatei, wyrzeźbionym przez niego posągu kobiety, która została ożywiona przez Afrodytę. Dziełem Hefajstosa, greckiego boga ognia i kowali, byli mechaniczni służący – od samodzielnie poruszającego się trójnogiego stołu, do zbudowanych ze złota inteligentnych istot o kobiecych kształtach.

O sztucznym człowieku mówi też średniowieczny hebrajski mit o Golemie – glinianym posągu ożywianym przez włożenie mu do ust karteczki z tetragramem.

Najstarszym zachowanym projektem humanoidalnego robota jest datowany na rok 1495, wykonany przez Leonarda da Vinci zbiór rysunków mechanicznego rycerza, który mógł siadać, poruszać rękami oraz głową i szczęką.

Nie wiadomo czy Leonardo podjął się próby jego zbudowania.

Na pierwszego działającego robota ludzkość musiała poczekać do roku 1738. Był nim grający na flecie android którego konstruktorem był Jacques de Vaucanson. Zbudował on też mechaniczną kaczkę, potrafiącą jeść i wydalać.

Zastosowanie

Mimo iż wciąż rzadko spotykane w domach, roboty stały się częścią naszego codziennego życia. Ich różnorodne kształty są przejawem wybitnej specjalizacji robotów. Ze względu na dziedzinę zastosowania możemy wyróżnić:

• roboty przemysłowe. Najczęściej mają one postać mechanicznego ramienia o pewnej liczbie stopni swobody. Taki robot o wielkości człowieka jest w stanie manipulować z ogromną szybkością i precyzją przedmiotami o wadze do kilkuset kilogramów. Zwykle są one programowane do wykonywania wciąż tych samych, powtarzających się czynności, które mogą wykonywać bezbłędnie przez całą dobę. W fabrykach pracuje 90% produkowanych robotów, połowa z tego używana jest przy produkcji samochodów. Najczęściej spotykane roboty pracujące w przemyśle produkowane są przez takie firmy jak: ABB, Kawasaki, KUKA, Mitsubishi, FANUC Robotics.

• roboty w służbie prawa. Najczęstszym zastosowaniem w tej dziedzinie jest rozbrajanie bomb. Roboty produkowane do tego celu mają postać bardzo stabilnej ruchomej platformy, na której zamocowana jest kamera i silne źródło światła. Robot taki, kontrolowany zdalnie przez operatora, jest w stanie rozbroić bombę lub przy pomocy manipulatora przenieść ją w miejsce gdzie detonacja nie wyrządzi nikomu szkody. Jednym z takich robotów produkowanych seryjnie jest Mini-Andros. Innym ciekawym robotem jest Papero – niewielki gadający robot , który pomaga zagranicznym turystom jako tłumacz na lotnisku Narita pod Tokio. Z kolei Artemis to robot patrolujący japońskie centrum handlowe i wszczynający alarm (lub przekazuje informacje drogą bezprzewodową na posterunek), gdy zauważy coś podejrzanego. Bear to robot – sanitariusz do celów militarnych.

• roboty – zwiadowcy. Zastosowaniem robotów często jest eksploracja środowisk z jakichś powodów niedostępnych dla człowieka. Przykładem są roboty przeznaczone do pracy pod wodą – mające postać zdalnie sterowanych bądź w większym stopniu autonomicznych mini-łodzi podwodnych wyposażonych w kamery i manipulatory. Istnieją też roboty przeznaczone do operowania w środowiskach o bardzo silnej radiacji, takie jak zbudowany na wzór pająka Robug III. Wdzięcznym dla inteligentnych maszyn zadaniem jest też eksploracja kosmosu, w czym utwierdziły nas sukcesy takich konstrukcji jak Sojourner, Spirit oraz Opportunity przeznaczonych do eksploracji Marsa.

• roboty w rozrywce. Najbardziej znanymi robotami rozrywkowymi są: interaktywny pluszowy Furby'ie, humanoidalny Robosapien oraz przypominający szczeniaka, wyposażony w zmysły wzroku, słuchu, dotyku i równowagi Aibo. Organizowane są liczne konkursy w których rywalizują ze sobą roboty, gdzie zadania wahają się od eksploracji labiryntu, przez walkę z innymi robotami (BattleBots), aż do gry w piłkę nożną (RoboCup). W Polsce organizowany jest konkurs robotów tańczących – RoboDance, a także znekBOT – konkurs na roboty autonomiczne z misją kosmiczną w tle.

• roboty w nauce. Gros naukowców skupia się na idei budowy robotów jak najbardziej zbliżonych do człowieka. Najbardziej wdzięczne przykłady to człekokształtny, posiadający 26 stopni swobody, zbudowany przez Hondę ASIMO, zbudowane w MIT Kismet i Cog oraz Sony QRIO. Niektórzy z badaczy porzucili ideę budowania coraz bardziej skomplikowanych robotów i zajmują się możliwościami jakie dają zastępy małych, nieskomplikowanych konstrukcji. Przedstawicielem tego trendu jest Rodney Brooks, słynący ze swoich owadopodobnych maszyn.

• roboty w gospodarstwie domowym. Roboty takie jak Roomba (automatyczny odkurzacz) czy Scooba (automatyczny mop) z firmy Irobot, Trilobite (odkurzacz) firmy Electrolux, Sensor Cruiser (odkurzacz) Siemens, czy RoboCleaner (odkurzacz) Karcher pomagają nam w codziennym życiu odkurzając czy zmywając podłogi. Firma Irobot posiada także szereg innych robotów które usprawniają codzienne czynności. Są to: Roomba Dirt Dog (odkurzacz do sklepu, piwnicy lub garażu), Irobot Verro (odkurzacz basenowy), Irobot Looj (czyści rynny) oraz Irobot ConnectR (telekonferencja za pomocą wbudowanej kamery internetowej, mikrofonu oraz głośnika).

Cechy mechaniczne robotów

• udźwig użyteczny
• przestrzeń robocza
• liczba stopni swobody
• prędkość i czas cyklu
• sterowanie ruchem
• powtarzalność
• dokładność
• niezawodność

Roboty w literaturze

Plik:Cylon Centurion.jpg

Cylon, robot z serialu Battlestar Galactica

Kiedy rozwój technologii sprawił, że ludzie przestali postrzegać mechaniczne urządzenia jako niegroźne zabawki, w literaturze znalazł odbicie lęk ludzkości przez byciem zastąpioną przez swoje własne twory – roboty. W R.U.R. roboty wyzwalają się spod władzy ludzi i planują przejęcie kontroli nad światem. Roboty szybko zadomowiły się w powieściach fantastyczno-naukowych, czego przykładem jest choćby narcystyczny robot Joe – bohater opowiadań Lewisa Padgetta.
Nie należy również zapominać o epickim, sześciotomowym cyklu Isaaca Asimova – "Roboty". Stworzone przez ludzi, humanoidalne i inteligentne maszyny odgrywają kluczową rolę w wykreowanym przez autora świecie. W przeciwieństwie do wymienionych powyżej dzieł, u Asimova roboty są istotami bezgranicznie dobrymi i troszczącymi się o rasę ludzką. Są one zobowiązane do przestrzegania sformułowanych przez Asimova trzech praw robotyki.

Roboty w filmach

Ze względu na swój wygląd roboty często pojawiają się w filmach. Począwszy od klasycznego już Metropolis (1927), przez parę C-3PO i R2-D2 z Gwiezdnych Wojen (1977), aż do T-800, T-1000, T-X z trylogii Terminator (1984). O sztucznej inteligencji robotów opowiada natomiast Ja, robot (2004) (ekranizacja książki Asimova o tym samym tytule). Nie brakuje ich też w świecie komiksu i animacji (np. : WALL·E), szczególnie jeśli chodzi o japońską mangę i anime, gdzie istnieje nawet specjalny podgatunek wyróżniony ze względu na obecne w nim roboty.

Zobacz też

• Android
• Cyborg
• Robotyka

Linki zewnętrzne

• www.thetech.org/robotics (ang.)