Forskellige automatiske enheder indtager en så stærk plads i menneskelivet, at det næsten er umuligt at forestille sig den moderne civilisation uden dem. Robotteknologiens historie er dog meget lang, folk har lært at skabe forskellige maskiner i næsten hele deres historie. Naturligvis kan gamle maskiner ikke sammenlignes med moderne, de var snarere deres ligheder. Men de demonstrerer, at ideerne om at skabe maskiner, især den kunstige efterligning af mennesket, kan spores tilbage til de ældste lag af menneskehedens historie.
Forekomsten af ordet "robot"
Dette ord blev opfundet af den berømte tjekkiske forfatter Karel Capek. Han brugte først udtrykket i titlen på sit skuespil fra 1920, Rossum's Universal Robots. Han kan dog ikke betragtes som forfatter til ordet "robot", det kommer kun fra det tjekkiske robota, der kun betyder "arbejde". Ifølge forfatteren selv tilbød hans bror Joseph ordet, mens Capek ikke selv kunne bestemme, hvordan han skulle navngive hans karakterer.
Plottet i Čapeks skuespil for mangevil virke bekendt: Først udnytter folk deres mekaniske tjenere i forskellige hårde job, så gør de oprør og til gengæld slavebinder folk.
I moderne forstand er en "robot" en mekanisk enhed, der fungerer i henhold til et givet program på egen hånd uden menneskelig hjælp.
Begrebet robotteknologi og dets love
I 1941 blev Isaac Asimovs berømte love for robotteknologi formuleret i historien "The Liar", som er designet til at regulere disse maskiners adfærd.
- En robot kan ikke påføre en person skade eller ved sin passivitet tillade denne skade at blive påført.
- En robot skal adlyde et menneske, så længe den ikke strider mod den første lov.
- En robot kan forsvare sig selv, så længe den ikke modsiger de to første love.
Efterfølgende, med udgangspunkt i disse love, skabte Asimov selv og andre forfattere et enormt lag af værker, der var viet til forholdet mellem mennesker og maskiner.
Azimov introducerede konceptet "robotik". Ordet, der engang blev brugt i en fantasyhistorie, er nu navnet på en seriøs videnskabelig gren, der beskæftiger sig med udvikling og konstruktion af forskellige mekanismer, procesautomatisering osv.
Den antikke verdens maskiner
Robotikkens historie er forankret i antikken. En slags robotter blev opfundet i det gamle Egypten for mere end fire tusinde år siden, da præsterne gemte sig inde i gudestatuerne og t alte med folk derfra. Samtidig flyttede statuernes hænder oghoveder.
Hvis du giver fantasien frie tøjler, kan du finde referencer til robotter, for eksempel i myterne fra det antikke Grækenland. Selv Homer nævner de mekaniske tjenere, som den gamle græske gud Hefaistos skabte til sig selv, kæmpen Talos, skabt af ham af bronze for at beskytte Kreta mod fjenden. Platon fortæller om videnskabsmanden Archytas fra Tarentum, som lavede en kunstig due, der kunne flyve.
Archimedes i det 3. århundrede f. Kr. lavede angiveligt et apparat, der minder meget om et moderne planetarium: en gennemsigtig kugle drevet af vand, som viste bevægelsen af alle himmellegemer kendt på det tidspunkt.
I middelalderen begyndte folk allerede at skabe rigtige maskiner, der kunne lave mange interessante ting. Forsøg på at skabe de første humanoide maskiner hører også til middelalderen.
Albert den Store, en berømt alkymist fra det 13. århundrede, skabte en android, der fungerede som en gatekeeper, der åbnede døren til at banke og bukke for gæster (en android er en robot, der kopierer en person i udseende og adfærd). Han designede også en mekanisme, der er i stand til at tale med en menneskelig stemme, det såkaldte talking head.
Hvem var den første til at skabe en robot?
Projektet med den første robot, hvorom der er bevaret pålidelig information, blev skabt af Leonardo da Vinci. Det var en android, der lignede en ridder i rustning. Ifølge Leonardos tegninger kunne han bevæge sine arme og hoved. Spørgsmålet står tilbage, hvorfor den berømte opfinder ikke gav sin ridder evnen til at bevæge sine ben, dvs. gå. Måske betragtede han dette som et teknisk vanskeligt problem (somer fuldstændig sandt). Eller det blev antaget, at ridderen skulle ride på en hest, og benbevægelsen er ikke nødvendig for ham.
Det vides ikke med sikkerhed, om da Vinci var i stand til at bygge sin "terminator", men han designede en løverobot, der, da kongen dukkede op, rev hans bryst med sine kløer og viste Frankrigs våbenskjold skjult i det.
Derudover havde Leonardo også ideer om samspillet mellem mekanismer og menneskelige organer, det vil sige, at han allerede i begyndelsen af det 15.-16. århundrede forudså den moderne udvikling af proteser styret direkte af det menneskelige nervesystem.
Mekaniske musikere og gangmaskiner
I løbet af det 16. århundrede blev mange enheder skabt i Europa, hovedsageligt ved hjælp af opviklingsmekanismer (ur). I Tyskland lavede man for eksempel en kunstig flue og en ørn, der kunne flyve, og i Italien en kvindelig robot, der spillede lut.
I løbet af det 17. århundrede udviklede og forbedrede europæerne de første mekaniske "regnemaskiner". Først kan de kun addere og subtrahere, men ved slutningen af århundredet er de allerede i stand til division og multiplikation.
Dette øjeblik kan betragtes som et vendepunkt i robotikkens historie, da to grene af viden begynder at udvikle sig parallelt, som i fremtiden vil blive brugt til at skabe moderne robotter:
- udvikling af maskiner, der efterligner og erstatter en person og dennes handlinger;
- oprettelse af enheder designet til at gemme og behandle oplysninger.
Parallelt, mekaniskhumanoide enheder, der kan spille på musikinstrumenter, skrive og tegne.
Begyndelsen af det 19. århundrede var præget af begyndelsen på "venskabet" mellem mennesker med elektricitet. Det begynder at sprede sig hurtigt og trænge ind i mange sfærer af menneskelig aktivitet. Samtidig blev forskellige mekaniske computere og analysemaskiner forbedret, telefonen og telegrafen blev opfundet.
Der kendes historier om forskellige humanoide maskiner, der angiveligt er opfundet og brugt i USA i løbet af det 19. århundrede:
- i 1865 skabte designeren Johnny Brainard den såkaldte dampmand, som blev spændt til en vogn i stedet for en hest. Det var i virkeligheden et lokomotiv, der lignede en person (kun meget større). Den skulle konstant "druknes", og den blev som en hest styret af tøjler. Det blev hævdet, at han kunne "gå" med hastigheder op til 50 km/t.
- Efter et stykke tid tester Frank Reid allerede en "elektrisk mand", men man ved ikke meget om denne opfindelse.
- I 1893 introducerede Archie Campion en model af en kunstig dampdrevet soldat kaldet Boilerplate, som angiveligt blev brugt gentagne gange i praksis, dvs. i kampe.
Al denne information er interessant, men giver anledning til tvivl, for på trods af de tilsyneladende fremragende egenskaber gik disse produkter aldrig i masseproduktion, i modsætning til damplokomotiver, dampskibe og så videre. Mest sandsynligt eksisterede de kun i form af prototyper og fandt aldrig deres anvendelse,er faktisk legetøj til voksne.
Det 20. århundrede er robotikkens storhedstid
I det 20. århundrede går robotteknologiens historie ind i sin sidste fase, hvilket førte til skabelsen af de robotter, som menneskeheden kender nu.
Der sker gennembrud inden for elektronik, dioder og trioder dukker op. De første rørcomputere udvikles først i teorien og implementeres derefter.
Samtidig skabes den første elektroniske humanoide robot, styret på afstand, i stand til at bevæge sig og tale. Så kommer en elektronisk hund, der reagerer på lys og kan gø.
I slutningen af den første tredjedel af det 20. århundrede lærer radiostyrede androider at tale i telefon, gå, endda fungere som foredragsholdere på en udstilling, ryge cigaretter og så videre. I det øjeblik troede mange allerede, at der ikke var meget tilbage – og robotter ville erstatte mennesker. Men senere står det klart, at det ikke vil være muligt at bruge datidens androider til nogen form for arbejde på grund af den utilstrækkelige udvikling af teknologier på det tidspunkt.
Men disse fund stopper ikke opfinderne - androider fortsatte med at dukke op og udvikles stadig.
I 1940'erne-1950'erne fortsætter forbedringen af elektronik, computere og computerprogrammering, begrebet "kunstig intelligens" dukker op, hvorefter der er et markant spring i udviklingen af robotteknologi, robotter begynder at "blive kloge " hurtigt.
Endelig, fra begyndelsen af 60'erne, begynder menneskehedens drøm at gå i opfyldelse - maskiner begynder at erstatte mennesker med tunge, farlige oguinteressante jobs. De første robotmanipulatorer af den moderne type dukker op. Først udfører de kun de mest ubelejlige operationer for et menneske, derefter oprettes automatiske samlebånd.
Med tiden begynder dillen af mennesker med robotter. Mange cirkler og skoler inden for robotteknologi er åbnet for børn, forskellige pædagogiske legetøj og konstruktører produceres. Underholdningsindustrien står heller ikke ved siden af – i 1986 udkom første del af filmen "Terminator", som slog til verden rundt.
Husk robotteknologi
Robotikkens historie i Rusland såvel som i Europa har mere end et århundrede. I nogen tid nu har russiske videnskabsmænd fulgt med deres europæiske kolleger i design af forskellige automater: I den sidste tredjedel af det 18. århundrede blev der skabt en computermaskine kaldet Jacobson-maskinen i Rusland, og i 1790 skabte Ivan Petrovich Kulibin hans berømte "æg"-ur. Der var indbygget flere menneskefigurer, som udførte visse handlinger, uret spillede også en salme og andre melodier.
Det var russiske videnskabsmænd, der gjorde adskillige betydningsfulde opdagelser i robotteknologiens historie. Semyon Nikolayevich Korsakov lagde grundlaget for datalogi i 1832. Han udviklede flere maskiner, der var i stand til at udføre intelligente beregninger ved at bruge hulkort til at programmere dem.
Boris Semenovich Jacobi i 1838 opfandt og testede den første elektriske motor, hvis grundlæggende design stadig er relevant den dag i dag. Jacobi,efter at have installeret det på en båd, gik han en tur langs Neva med dens hjælp.
Academician P. L. ChebyshevI 1878 præsenterede han den første prototype af et gående køretøj - en gående bil.
M. A. Bonch-Bruevich opfandt aftrækkeren i 1918, takket være hvilken skabelsen af de første computere blev mulig, og V. K. Zworykin demonstrerer lidt senere et elektronisk rør, der gav anledning til fjernsyn.
Den første computer dukkede op i USSR i 1948, og allerede i 1950 blev MESM (lille elektronisk regnemaskine) udgivet, på det tidspunkt den hurtigste i Europa.
Officielt kan robotteknologiens historie i Rusland tælles fra 1971. Derefter blev afdelingen for speciel robotik og mekatronik oprettet på Bauman Moscow Higher Technical School, ledet af akademiker E. P. Popov. Han blev grundlæggeren af National School of Engineering Robotics.
Den indenlandske videnskab konkurrerede tilstrækkeligt med udenlandsk. Tilbage i 1974 blev en sovjetisk computer verdensmester i en skakturnering blandt maskiner. Og supercomputeren Elbrus-3, der blev skabt i 1994, var dobbelt så hurtig som datidens mest kraftfulde amerikanske computer. Det blev dog ikke sat i masseproduktion, måske på grund af den vanskelige situation i landet på det tidspunkt.
russiske automatiske kosmonauter
Officielt går begyndelsen af robotteknologi i Rusland tilbage til 1971. Det var dengang, det blev officielt anerkendt som en videnskab i USSR. Selvom russisk-fremstillede kampgeværer allerede på det tidspunkt pløjede rummets vidder med kræfter.
I 1957, verdens førstekunstig jordsatellit. I 1966 sendte Luna-9-stationen et radiosignal til Jorden fra Månens overflade, og Venera-3-apparatet, der med succes nåede planeten, installerede en vimpel af USSR der.
På bare fire år blev yderligere to månestationer opsendt, og begge fuldførte deres mission med succes. Lunokhod-1, leveret af Luna-17, arbejdede tre gange længere end planlagt og gav sovjetiske videnskabsmænd en masse værdifuld information.
I 1973 leverede en anden station i samme serie endnu en måne-rover til Månen, som også klarede sin opgave perfekt.
Robotics i vor tid
Moderne robotter er trængt ind i mange områder af menneskelivet. Deres mangfoldighed er fantastisk: her er kun børnelegetøj og hele automatiserede fabrikker, kirurgiske komplekser, kunstige kæledyr, militære og civile ubemandede køretøjer. Deres konstante udvikling og forbedring udføres af mange organisationer i verden. I Rusland er den førende position inden for videnskabelig robotik besat af Central Research Institute of Robotics and Technical Cybernetics (Central Research Institute of Robotics and Technical Cybernetics) i St. Petersborg, grundlagt i 1961 som et designbureau ved Polytechnic Institute. I dette største center blev der udviklet elektroniske systemer til Buran-rumfartøjet, stationer i Luna-serien og den internationale rumstation.
Specialiteten "Mechatronics and Robotics" og lignende er til stede i mange tekniskeuniversiteter i verden. Specialister med en sådan uddannelse er meget efterspurgte på arbejdsmarkedet, fordi automatisering trænger dybere og dybere ind i mange områder af menneskelig aktivitet. For dem, der er glade for emnet i deres fritid, er der udgivet mange bøger om robotteknologi, både i Rusland og i andre lande.
På trods af at den nuværende teknologi har nået hidtil usete højder, og robotter bruges aktivt af mennesker, er deres humanoide repræsentanter - androider - stadig "uden arbejde". De bliver forbedret, flere og flere komplekse modeller udvikles, men i praktisk anvendelse taber de stadig håbløst til deres hjul, bælte og endda stationære "kolleger" og forbliver stort set legetøj. Faktum er, at menneskelig gang er en meget kompleks proces, som ikke er så let for en maskine at efterligne.
Desuden er der fra et praktisk synspunkt ikke noget presserende behov for humanoide robotter. I industrien fungerer stationære manipulatorer kombineret til automatiske produktionslinjer med succes. Hvor bevægelse er påkrævet, hvad enten det drejer sig om at læsse et lager, minerydning af bomber, inspicere ødelagte bygninger, er et drev med hjul og bælte meget nemmere og mere effektivt end efterligninger af menneskelige ben.
Ikke desto mindre nægter folk ikke at arbejde på androider, konkurrencer afholdes jævnligt rundt om i verden, hvor repræsentanter for forskellige robotskoler demonstrerer deres evner til at kontrollere deres produkter. Turneringer organiseres konstant direkte mellem maskiner, for eksempel i skakeller fodbold.
Klassificering af robotter
Der er flere klassificeringsmetoder. Af arten af det udførte arbejde er maskinerne opdelt i industri, konstruktion, til landbrug, til transport, husholdning, militær, sikkerhed, medicin og forskning.
I henhold til styringstypen er de opdelt i operatørstyret, semi-autonome og fuldt autonome.
Biler af den første type er simpelthen fjernbetjente biler (det enkleste eksempel er en radiostyret børnebil eller helikopter). Semi-autonome kan udføre nogle af operationerne på egen hånd, men menneskelig indgriben er stadig påkrævet på nøglepunkter. Fuldt autonome robotter udfører hele rækken af operationer uafhængigt (f.eks. manipulatorer af automatiske samlebånd).
I henhold til mobilitetsniveauet skelnes følgende klasser af robotter: stationære og mobile. Stationær - det er de samme manipulatorer, som alle er vant til at se, for eksempel på bilfabrikker. Mobiler er yderligere opdelt i gående, hjul eller larve.
Trommeslagere af moderne produktion
Forskellige industrielle produktioner er den industri, hvor hovedparten af moderne automatiske enheder finder praktisk anvendelse.
Industrirobotikkens historie begynder i 1725, da perforeret tape blev opfundet i Frankrig, brugt til at programmere væve.
Begyndelsen af produktionsautomatisering fandt sted i det 19. århundrede, daFrankrig startede masseproduktion af automatiske væve på hulkort.
I 1913 installerede Henry Ford det første samlebånd til bilmontering på sin fabrik. Samlingen af den ene bil tog cirka halvanden time. Selvfølgelig var denne linje endnu ikke fuldautomatiseret, som den er nu, men den var en exit til et kvalitativt nyt produktionsniveau.
Officielt begynder brugen af robotter i produktionen i 1961, da den første officielt fremstillede manipulator blev installeret på General Motors fabrik i New Jersey. Denne maskine arbejdede på hydrauliske drev og var programmeret gennem en magnetisk tromle.
Det industrielle automationsboom kom i 1970'erne. I 1970 blev den første moderne type manipulator skabt i USA til brug i industrien: den havde elektriske drev med seks frihedsgrader og blev styret fra en computer. Sideløbende blev udviklingen gennemført i Schweiz, Tyskland og Japan. I 1977 blev den første japansk fremstillede robot frigivet.
I begyndelsen af 80'erne begyndte General Motors at automatisere sin produktion, og allerede i 1984 begyndte Rusland det også - AvtoVAZ erhverver en licens til selvstændig produktion af robotter fra det tyske firma KUKA Robotics. Palmen er dog stadig hos japanerne - i midten af 90'erne var to tredjedele af det samlede antal robotter i verden koncentreret i Japan, nu er det omkring halvdelen.
Forestil dig i dag bilindustrien og enhver anden in-lineproduktion uden mekaniske assistenter er næsten umulig. Den første plads er besat af automatiske svejsemaskiner. Nøjagtigheden af robotlasersvejsning er tiendedele af en millimeter. En sådan anordning er i stand til samtidigt at skære metal i dele.
Efterfulgt af mekanismer, der udfører læsse- og aflæsningsoperationer, indføring af emner i maskiner og lagring af færdige produkter.
Tredjepladsen med hensyn til automatisering er smedning og støberi. I øjeblikket er næsten alle sådanne værksteder i Europa robotiserede, da arbejdsforholdene dér er meget vanskelige for folk.
Andre operationer, som automatiske maskiner oftest bruges til nu, er rørbukning, hulboring, fræsning og overfladeslibning.
Hvor kan maskiner erstatte mennesker?
Svaret på spørgsmålet om, hvorvidt en person eller en robot skal udføre dette eller hint job, ligger i forskellene mellem mennesker og maskiner. I øjeblikket fungerer selv de mest avancerede maskiner i henhold til visse algoritmer (omend nogle gange meget komplekse), som er forudindstillet i programmet. De har ikke fri vilje, valgfrihed, ønsker, impulser, intet der bestemmer den kreative komponent i en person.
En robot kan udføre et arbejde med stor kompleksitet og præcision, den kan udføre dette job under forhold, hvor en person ikke ville leve i en time. Men han vil ikke være i stand til at skrive en bog eller et manuskript til en ny film for at skabe et maleri, medmindre det tidligere er plantet i hans minde af en person.
Derfor erhvervkreativ, hvor originalitet er vigtig, ukonventionel tænkning forbliver selvfølgelig hos folk. En robot kan være en svejser, en læsser, en maler, endda en astronaut, men han kan ikke blive (i det mindste på det nuværende udviklingstrin) en forfatter, digter eller kunstner.
Skal vi være bange for robotter?
Den største frygt for menneskeheden i forhold til maskiner er frygten for, at de, efter at være blevet perfekte, en dag vil holde op med at adlyde og begynde at leve deres eget liv og gøre folk til slaver. Denne frygt gik hånd i hånd med udviklingen af robotteknologi. Det kommer både til udtryk i mytologien (f.eks. den jødiske myte om, at golemen gør oprør mod sin skaber) og i kunsten. De mest berømte film er "The Matrix", "Terminator", rigtig mange bøger, der fortæller om maskinernes opstand. Karel Capeks skuespil, der gav liv til ordet "robot", ender også med, at menneskeheden blev slavegjort af dens tidligere tjenere.
På det nuværende udviklingsstadium af videnskaben er denne frygt imidlertid meningsløs. Robotter har ikke en bevidsthed, der ligner et menneske, så de kan ikke have nogen ønsker overhovedet, for ikke at nævne ønsket om at overtage verden.
For at reproducere bevidsthed i en maskine, skal en person først finde ud af, hvad hans egen bevidsthed er, hvordan og ud fra, hvad den er dannet. Svaret på dette spørgsmål ligger i dybden af den menneskelige hjerne, som langt fra er fuldt udforsket.
For at "gøre oprør" skal robotter forstå, hvad verdensherredømme er, og hvorfor de har brug for det.
Og indtil dette tidspunkt kan enhver,selv den mest komplekse og perfekte maskine adskiller sig grundlæggende ikke fra en foodprocessor eller kaffekværn. Derfor er spørgsmålet om, hvem der i sidste ende bliver den vigtigste på Jorden - en robot eller en person, endnu ikke presserende.
