Robot - Polski Serwis Naukowy

Robot Toyoty podczas Toyota Kaikan w mieście Toyota

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.

Robotyka – interdyscyplinarna dziedzina wiedzy działająca 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.
Isaac Asimov (ur. 2 stycznia 1920 w Pietrowiczach w Rosji jako Isaak Judowicz Ozimow, ros. Исаак Юдович Озимов, zm. 6 kwietnia 1992 w Nowym Jorku) – amerykański biochemik i pisarz science fiction. Jest autorem trzech praw robotyki.

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.

Leonardo da Vinci, właściwie Leonardo di ser Piero da Vinci ?/i (ur. 15 kwietnia 1452 r. w Anchiano niedaleko Vinci we Włoszech, zm. 2 maja 1519 r. w Clos Lucé we Francji) – włoski renesansowy malarz, architekt, filozof, muzyk, poeta, odkrywca, matematyk, mechanik, anatom, wynalazca, geolog.
Czas – skalarna wielkość fizyczna określająca kolejność zdarzeń oraz odstępy między zdarzeniami zachodzącymi w tym samym miejscu. Pojęcie to było również przedmiotem rozważań filozoficznych.

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.

Film animowany – rodzaj filmu, który jest tworzony techniką zdjęć poklatkowych, rejestrujących na pojedynczych klatkach filmu kolejne fazy ruchu. Najczęściej są to fazy rysowane, stąd też film animowany określany jest zazwyczaj mianem filmu rysunkowego lub kreskówki.
RoboCup – międzynarodowe zawody robotów odbywające się od 1993. Celem zawodów jest tworzenie autonomicznie działających robotów, z zamiarem promocji badań naukowych w zakresie sztucznej inteligencji i robotyki. Nazwa RoboCup jest skrótem od Robot Soccer World Cup.

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.

Automat - urządzenie, maszyna lub ich zestaw, wykonujące samoczynnie cykl czynności lub operacji określony konstrukcją lub programem, nie wymagające bezpośredniego udziału człowieka.
WALL·E – amerykański film animowany z 2008 roku stworzony przez wytwórnię Pixar Animation Studios, wyreżyserowany przez Andrew Stantona. Światowa premiera nastąpiła 27 czerwca 2008, natomiast polska wersja dubbingowana trafiła do kin 18 lipca 2008 roku. Wśród osób użyczających głosu pojawia się m.in. Sigourney Weaver. Film uzyskał bardzo dobre recenzje krytyków (serwis Rotten Tomatoes mówi o 96% pozytywnych recenzji).Dostał też Oskara w 2009 roku za najlepszy długometrażowy film animowany. Włącznie z Nagrodą Akademii Filmowej otrzymał aż 34 nagrody oraz 31 nominacji.

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

Robot nie może skrzywdzić człowieka, ani przez zaniechanie działania dopuścić, aby człowiek doznał krzywdy.
Robot musi być posłuszny rozkazom człowieka, chyba że stoją one w sprzeczności z Pierwszym Prawem.
Robot musi chronić sam siebie, jeśli tylko nie stoi to w sprzeczności z Pierwszym lub Drugim Prawem.

Następnie w opowiadaniu Roboty i Imperium (Robots and Empire) Asimov dodał prawo zerowe, które stało się nadrzędne wobec trzech pozostałych:

STS-133 (ang. Space Transportation System) - ma być 133. misją w programie lotów wahadłowców. Celem lotu będzie dostarczenie przez wahadłowiec Discovery na Międzynarodową Stację Kosmiczną modułu PLM.
Karel Čapek (ur. 9 stycznia 1890 w Malé Svatoňovice, zm. 25 grudnia 1938 w Pradze) - jeden z najważniejszych czeskich pisarzy XX wieku. Urodził się w miejscowości Malé Svatoňovice, wtedy znajdującej się w Austro-Węgrzech, obecnie w Czechach. Po raz pierwszy użył i spopularyzował słowo robot, które pojawiło się w jego sztuce R.U.R. (Roboty Uniwersalne Rossuma). Był jednym z pionierów fantastyki naukowej.

0. Robot nie może skrzywdzić ludzkości, lub poprzez zaniechanie działania doprowadzić do uszczerbku dla ludzkości.

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.

Niezawodność (ang. reliability) jest to własność obiektu mówiąca o tym, czy pracuje on poprawnie (spełnia wszystkie powierzone mu funkcje i czynności) przez wymagany czas i w określonych warunkach eksploatacji (w danym zespole czynników wymuszających).
Sony – przedsiębiorstwo japońskie założone 7 maja 1946 roku przez Masaru Ibukę i Akio Moritę w Tokio jako Tokyo Telecommunications Engineering Company; obecnie jeden z największych światowych producentów elektroniki użytkowej. Spółka publiczna notowana na giełdach tokijskiej (TSE) i nowojorskiej (NYSE) (NYSE: SNE).

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.

Mitsubishi (jap. 三菱, Mitsubishi?) - japoński konglomerat niezależnych przedsiębiorstw (Mitsubishi Group), działających pod marką Mitsubishi. Spółka akcyjna notowana na giełdzie w Tokio.
Międzynarodowa Stacja Kosmiczna, MSK (ang. International Space Station, ISS; ros. Международная Космическая Станция, МКС; trb.: Mieżdunarodnaja Kosmiczeskaja Stancyja, MKS) – pierwsza stacja kosmiczna wybudowana z założenia przy współudziale wielu krajów. Składa się obecnie z 14 głównych modułów (docelowo ma ich liczyć 16) i umożliwia jednoczesne przebywanie sześciu członków stałej załogi (trzech do roku 2009). Pierwsze moduły stacji zostały wyniesione na orbitę i połączone ze sobą w 1998 roku. Pierwsza stała załoga zamieszkała na niej w roku 2000. Źródłem zasilania ISS są baterie słoneczne, transportem ludzi i materiałów zajmują się amerykańskie wahadłowce programu STS (od lutego 2003 do 26 lipca 2005 wstrzymane z powodu katastrofy Columbii) oraz rosyjskie statki kosmiczne Sojuz i Progress.

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 miniłodzi 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 zadaniem dla inteligentnych maszyn jest też eksploracja kosmosu, w czym utwierdziły nas sukcesy takich konstrukcji jak Sojourner, Spirit oraz Opportunity przeznaczonych do badania 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 rozpościerają 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, holenderski RoboJet (robot odkurzacz), 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).

Czujnik (Sensor) - fizyczne, bądź biologiczne narzędzie, będące najczęściej elementem składowym większego układu, którego zadaniem jest wychwytywanie sygnałów z otaczającego środowiska, rozpoznawanie i rejestrowanie ich.
Discovery (oznaczenie NASA dla orbitera – OV-103) - skonstruowany przez NASA amerykański wahadłowiec kosmiczny, przystosowany do odbywania wielokrotnych podróży na orbitę. Jest trzecim promem NASA, który odbył lot w przestrzeń kosmiczną (wcześniej taką podróż odbyły Columbia i Challenger) i jednocześnie najstarszym pozostającym w służbie. Jego pierwsza podróż kosmiczna miała miejsce 30 sierpnia 1984. Jego zadaniem jest transport załogi i wymiana zaopatrzenia Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS).

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)