Çeşitli otomatik cihazlar insan hayatında o kadar güçlü bir yer kaplar ki, modern uygarlığı onlarsız hayal etmek neredeyse imkansızdır. Ancak robotiğin tarihi çok uzundur, insanlar neredeyse tüm tarihleri boyunca çeşitli makineler yapmayı öğrenmişlerdir. Tabii ki, eski makineler modern makinelerle karşılaştırılamaz, daha çok onların benzerleriydi. Bununla birlikte, makineler yaratma fikirlerinin, özellikle insanın yapay taklidinin, insanlık tarihinin en eski katmanlarına kadar izlenebileceğini gösteriyorlar.
"Robot" kelimesinin görünümü
Bu kelime ünlü Çek yazar Karel Capek tarafından ortaya atılmıştır. Bu terimi ilk olarak 1920 tarihli Rossum's Universal Robots oyununun başlığında kullandı. Ancak, "robot" kelimesinin yazarı olarak kabul edilemez, sadece "iş" anlamına gelen Çek robotasından gelir. Yazarın kendisine göre, kardeşi Joseph söz teklif ederken, Capek karakterlerine nasıl isim vereceğine karar verememiş.
manyapek'in oyununun konusu birçok kişi içintanıdık gelecek: insanlar önce mekanik hizmetçilerini çeşitli zor işlerde kullanırlar, sonra isyan ederler ve karşılığında insanları köleleştirirler.
Modern anlamda, bir "robot", belirli bir programa göre kendi başına, insan yardımı olmadan çalışan mekanik bir cihazdır.
Robotik kavramı ve yasaları
1941'de Isaac Asimov'un ünlü robotik yasaları, bu makinelerin davranışlarını düzenlemek için tasarlanan "Yalancı" hikayesinde formüle edildi.
- Bir robot, bir kişiye zarar veremez veya eylemsizliği nedeniyle bu hasarın verilmesine izin veremez.
- Bir robot, birinci yasaya aykırı olmadığı sürece bir insana itaat etmelidir.
- Bir robot, ilk iki yasayla çelişmediği sürece kendini savunabilir.
Daha sonra, bu yasalardan yola çıkarak, Asimov'un kendisi ve diğer yazarlar, insanlar ve makineler arasındaki ilişkiye ayrılmış devasa bir çalışma katmanı oluşturdu.
Azimov "robotik" kavramını tanıttı. Bir zamanlar bir fantezi hikayesinde kullanılan kelime, şimdi çeşitli mekanizmaların geliştirilmesi ve inşası, süreç otomasyonu vb. ile uğraşan ciddi bir bilim dalının adıdır.
Antik dünyanın makineleri
Robot biliminin tarihi antik çağa dayanır. Eski Mısır'da dört bin yıldan daha uzun bir süre önce rahipler tanrıların heykellerinin içine saklanıp oradan insanlarla konuştuklarında bir tür robot icat edildi. Aynı zamanda heykellerin elleri hareket etti vekafalar.
Hayal gücünüzü biraz serbest bırakırsanız, örneğin antik Yunan mitlerinde robotlara referanslar bulabilirsiniz. Homer bile antik Yunan tanrısı Hephaestus'un kendisi için yarattığı mekanik hizmetkarlardan, Girit'i düşmandan korumak için bronzdan yarattığı dev Talos'tan bahseder. Plato, uçabilen yapay bir güvercin yapan Tarentumlu bilim adamı Archytas'tan bahseder.
M. Ö. 3. yüzyılda Arşimet'in modern bir planetaryumu andıran bir aparat yaptığı iddia edildi: su tarafından yönlendirilen ve o sırada bilinen tüm gök cisimlerinin hareketini gösteren şeffaf bir top.
Orta Çağ'da insanlar birçok ilginç şey yapabilen gerçek makineler yaratmaya başladı bile. İlk insansı makineleri yaratma girişimleri de Orta Çağ'a aittir.
13. yüzyılın ünlü bir simyager olan Büyük Albert, kapı bekçisi olarak hareket eden, kapıyı çalmaya ve misafirlere eğilmeye açan bir android yarattı (bir android, bir kişiyi görünüş ve davranış olarak kopyalayan bir robottur). Ayrıca konuşan kafa denilen insan sesiyle konuşabilen bir mekanizma tasarladı.
Robotu ilk yapan kimdi?
Hakkında güvenilir bilgilerin korunduğu ilk robot projesi Leonardo da Vinci tarafından oluşturuldu. Zırhlı bir şövalyeye benzeyen bir androiddi. Leonardo'nun çizimlerine göre kollarını ve kafasını hareket ettirebiliyordu. Ünlü mucidin neden şövalyesine bacaklarını hareket ettirme, yani yürüme yeteneği vermediği sorusu devam ediyor. Belki de bunu teknik olarak zor bir problem olarak gördü (kitamamen doğrudur). Veya şövalyenin ata binmesi gerektiği ve onun için bacakların hareketliliğinin gerekli olmadığı varsayılmıştır.
Da Vinci'nin "terminatörünü" yapıp yapamayacağı kesin olarak bilinmiyor, ancak kral göründüğünde pençeleriyle göğsünü yırtan ve Fransa'nın armasını gösteren bir aslan robotu tasarladı içinde saklı.
Ayrıca Leonardo, mekanizmaların insan organları ile etkileşimi hakkında da fikirlere sahipti, yani daha 15.-16. yüzyılların başında, doğrudan insan sinir sistemi tarafından kontrol edilen protezlerin modern gelişimini öngördü.
Mekanik müzisyenler ve yürüyen motorlar
16. yüzyılda, Avrupa'da, çoğunlukla sarma (saat) mekanizmaları kullanılarak birçok cihaz oluşturuldu. Örneğin Almanya'da uçabilen yapay bir sinek ve kartal, İtalya'da ise ud çalan dişi bir robot yapılmıştır.
17. yüzyılda Avrupalılar ilk mekanik "hesap makinelerini" geliştirdi ve geliştirdi. İlk başta sadece toplama ve çıkarma yapabilirler, ancak yüzyılın sonunda zaten bölme ve çarpma yeteneğine sahipler.
Gelecekte modern robotlar oluşturmak için kullanılacak olan iki bilgi dalı paralel olarak gelişmeye başladığından, bu an robotik tarihinde bir dönüm noktası olarak kabul edilebilir:
- Bir kişiyi ve onun hareketlerini taklit eden ve değiştiren makinelerin geliştirilmesi;
- Bilgi depolamak ve işlemek için tasarlanmış cihazların oluşturulması.
Paralel olarak, mekanikmüzik aletleri çalabilen, yazı yazabilen ve çizebilen insansı cihazlar.
19. yüzyılın başlangıcı, insanların elektrikle "dostluğunun" başlamasıyla belirlendi. Hızla yayılmaya ve insan faaliyetinin birçok alanına nüfuz etmeye başlar. Aynı zamanda çeşitli mekanik bilgisayarlar ve analitik makineler geliştiriliyor, telefon ve telgraf icat ediliyordu.
19. yüzyılda ABD'de icat edildiği ve kullanıldığı iddia edilen çeşitli insansı makinelerle ilgili hikayeler biliniyor:
- 1865'te tasarımcı Johnny Brainard, at yerine bir vagona koşulan sözde buharlı adamı yarattı. Aslında insana benzeyen (sadece çok daha büyük) bir lokomotifti. Sürekli olarak "boğulması" gerekiyordu ve bir at gibi dizginler tarafından kontrol edildi. 50 km/s hıza kadar "yürüyebildiği" iddia edildi.
- Bir süre sonra, Frank Reid zaten bir "elektrikli adamı" test ediyor, ancak bu buluş hakkında çok az şey biliniyor.
- 1893'te Archie Campion, pratikte, yani savaşlarda tekrar tekrar kullanıldığı iddia edilen Boilerplate adlı yapay buharla çalışan bir asker modelini tanıttı.
Bütün bu bilgiler ilginç, ancak bazı şüpheler uyandırıyor, çünkü olağanüstü görünen özelliklerine rağmen, bu ürünler buharlı lokomotiflerin, buharlı gemilerin ve benzerlerinin aksine hiçbir zaman seri üretime geçmedi. Büyük olasılıkla, yalnızca prototip biçiminde var oldular ve uygulamalarını hiçbir zaman bulamadılar,aslında yetişkinler için oyuncaklardır.
20. yüzyıl robotiğin en parlak dönemidir
20. yüzyılda robotik tarihi, insanlığın şimdi bildiği robotların yaratılmasına yol açan son aşamasına giriyor.
Elektronik alanında atılımlar yapıldı, diyotlar ve triyotlar ortaya çıktı. İlk tüp bilgisayarlar önce teoride geliştirilir ve ardından uygulanır.
Aynı zamanda, uzaktan kontrol edilen, hareket edebilen ve konuşabilen ilk elektronik insansı robot yaratıldı. Ardından ışığa tepki veren ve havlayabilen elektronik bir köpek geliyor.
20. yüzyılın ilk üçte birinin sonunda, radyo kontrollü androidler telefonda konuşmayı, yürümeyi, hatta bir sergide öğretim görevlisi olmayı, sigara içmeyi vb. öğreniyor. O anda, pek çoğu zaten fazla bir şey kalmadığını ve robotların insanların yerini alacağını düşündü. Ancak daha sonra o zamanki teknolojilerin yeterince gelişmemesi nedeniyle o zamanın androidlerini herhangi bir iş için kullanmanın mümkün olmayacağı ortaya çıkıyor.
Ancak bu bulgular mucitleri durdurmuyor - androidler ortaya çıkmaya devam etti ve hala geliştiriliyor.
1940'larda 1950'lerde elektronik, bilgisayar ve bilgisayar programlamanın gelişimi devam ediyor, "yapay zeka" kavramı ortaya çıkıyor, ardından robotik gelişiminde önemli bir sıçrama var, robotlar "akıllılaşmaya" başlıyor "çabuk.
Sonunda, 60'ların başından itibaren insanlığın hayali gerçekleşmeye başlıyor - makineler insanların yerini ağır, tehlikeli veilgisiz işler Modern tipin ilk robot manipülatörleri ortaya çıkıyor. Önce bir insan için sadece en zahmetli işlemleri gerçekleştirirler, ardından otomatik montaj hatları oluşturulur.
Zamanla robotlarla insan çılgınlığı başlıyor. Çocuklar için birçok robotik çemberi ve okulu açılır, çeşitli eğitici oyuncaklar ve yapıcılar üretilir. Eğlence sektörü de bir yana durmuyor - 1986'da tüm dünyada ses getiren "Terminatör" filminin ilk bölümü yayınlandı.
Yerli robotik
Robot biliminin Avrupa'da olduğu gibi Rusya'da da tarihi bir yüzyıldan fazladır. Bir süredir, Rus bilim adamları çeşitli otomatların tasarımında Avrupalı meslektaşlarına ayak uyduruyorlar: 18. yüzyılın son üçte birinde, Rusya'da Jacobson makinesi adlı bir bilgisayar makinesi ve 1790'da Ivan Petrovich Kulibin oluşturuldu. onun ünlü "yumurta" saati. İçlerine belirli eylemleri gerçekleştiren birkaç insan figürü yerleştirildi, saat ayrıca bir ilahi ve başka melodiler de çaldı.
Robotik tarihinde birçok önemli keşif yapanlar Rus bilim adamlarıydı. Semyon Nikolayevich Korsakov, bilgisayar biliminin temellerini 1832'de attı. Onları programlamak için delikli kartlar kullanarak akıllı hesaplamalar yapabilen birkaç makine geliştirdi.
Boris Semenovich Jacobi, 1838'de, temel tasarımı bugün bile geçerliliğini koruyan ilk elektrik motorunu icat etti ve test etti. Jacobi,onu bir tekneye kurduktan sonra, onun yardımıyla Neva boyunca yürüyüşe çıktı.
Akademisyen P. L. Chebyshev1878'de yürüyen bir aracın ilk prototipini sundu - yürüyen bir araba.
M. A. Bonch-Bruevich, 1918'de tetiği icat etti, bu sayede ilk bilgisayarların yaratılması mümkün oldu ve V. K. Zworykin biraz sonra televizyona yol açan elektronik bir tüp gösteriyor.
İlk bilgisayar 1948'de SSCB'de ortaya çıktı ve 1950'de MESM (küçük elektronik hesaplama makinesi) piyasaya sürüldü, o zamanlar Avrupa'nın en hızlısıydı.
Resmi olarak, Rusya'daki robotik tarihi 1971'den itibaren sayılabilir. Daha sonra, Akademisyen E. P. Popov başkanlığındaki Bauman Moskova Yüksek Teknik Okulu'nda özel robotik ve mekatronik bölümü kuruldu. Ulusal robotik mühendislik okulunun kurucusu oldu.
Yerli bilim, yabancı bilimlerle yeterince rekabet etti. 1974'te, bir Sovyet bilgisayarı, makineler arasında bir satranç turnuvasında dünya şampiyonu oldu. Ve 1994'te yaratılan Elbrus-3 süper bilgisayarı, o zamanın en güçlü Amerikan bilgisayarından iki kat daha hızlıydı. Ancak belki de o dönemde ülkenin içinde bulunduğu zor durumdan dolayı seri üretime geçmedi.
Rus otomatik kozmonotları
Resmi olarak, Rusya'da robotiğin başlangıcı 1971 yılına kadar uzanıyor. O zaman SSCB'de resmen bir bilim olarak kabul edildi. Her ne kadar o zamana kadar Rus yapımı saldırı tüfekleri, uzayın geniş alanlarını güçlü ve güçlü bir şekilde sürüyordu.
57'de, dünyanın ilkyapay dünya uydusu. 1966'da, Luna-9 istasyonu Ay'ın yüzeyinden Dünya'ya bir radyo sinyali iletti ve gezegene başarılı bir şekilde ulaşan Venera-3 aygıtı oraya bir SSCB flaması yerleştirdi.
Sadece dört yıl içinde, iki ay istasyonu daha fırlatıldı ve her ikisi de görevlerini başarıyla tamamladı. Luna-17 tarafından teslim edilen Lunokhod-1, planlanandan üç kat daha uzun süre çalıştı ve Sovyet bilim adamlarına birçok değerli bilgi verdi.
1973'te, aynı serinin başka bir istasyonu, göreviyle mükemmel bir şekilde başa çıkan başka bir ay gezici aracını Ay'a teslim etti.
Günümüzde robotik
Modern robotlar insan yaşamının birçok alanına girmiştir. Çeşitlilikleri şaşırtıcı: işte sadece çocuk oyuncakları ve tüm otomatik fabrikalar, cerrahi kompleksler, yapay evcil hayvanlar, askeri ve sivil insansız araçlar. Sürekli gelişimleri ve iyileştirmeleri dünyadaki birçok kuruluş tarafından gerçekleştirilmektedir. Rusya'da, bilimsel robotikte lider konum, 1961'de Politeknik Enstitüsü'nde bir tasarım bürosu olarak kurulan St. Petersburg'daki Robotik ve Teknik Sibernetik Merkez Araştırma Enstitüsü (Robotik ve Teknik Sibernetik Merkezi Araştırma Enstitüsü) tarafından işgal edilmektedir. Bu en büyük merkezde Buran uzay aracı, Luna serisinin istasyonları ve uluslararası uzay istasyonu için elektronik sistemler geliştirildi.
"Mekatronik ve Robotik" uzmanlığı ve benzerleri birçok teknik alanda mevcuttur.dünyadaki üniversiteler. Böyle bir eğitime sahip uzmanlar, işgücü piyasasında yüksek talep görmektedir, çünkü otomasyon, insan faaliyetinin birçok alanına daha derinden nüfuz etmektedir. Boş zamanlarında konuya düşkün olanlar için hem Rusya'da hem de diğer ülkelerde robotik üzerine birçok kitap yayınlandı.
Mevcut teknolojinin eşi görülmemiş yüksekliklere ulaşmasına ve robotların insanlar tarafından aktif olarak kullanılmasına rağmen, insansı temsilcileri - androidler - hala "işsiz". Geliştiriliyorlar, giderek daha karmaşık modeller geliştiriliyor, ancak pratik uygulamada hala tekerlekli, paletli ve hatta sabit "iş arkadaşlarına" umutsuzca kaybediyorlar ve büyük ölçüde oyuncak olarak kalıyorlar. Gerçek şu ki, insan yürüyüşü çok karmaşık bir süreçtir ve bir makinenin taklit etmesi o kadar kolay değildir.
Ayrıca, pratik açıdan insansı robotlara acil bir ihtiyaç yoktur. Endüstride, otomatik üretim hatlarında birleştirilen sabit manipülatörler başarıyla çalışmaktadır. Hareketin gerekli olduğu yerlerde, bir depoyu yüklemek, mayın bombalarını temizlemek, yıkılan binaları denetlemek olsun, tekerlekli ve paletli bir sürüş, taklit insan bacaklarından çok daha kolay ve etkilidir.
Yine de, insanlar androidler üzerinde çalışmayı reddetmezler, dünya çapında düzenli olarak çeşitli robotik okullarının temsilcilerinin ürünlerini kontrol etme becerilerini sergiledikleri yarışmalar düzenlenir. Turnuvalar sürekli olarak doğrudan makineler arasında organize edilir, örneğin satrançtaya da futbol.
Robotların sınıflandırılması
Birkaç sınıflandırma yöntemi vardır. Yapılan işin doğası gereği, makineler sanayi, inşaat, tarım, ulaşım, ev, askeri, güvenlik, tıbbi ve araştırma için ayrılmıştır.
Kontrol tipine göre operatör kontrollü, yarı otonom ve tam otonom olarak ayrılırlar.
İlk türdeki arabalar basitçe uzaktan kumandalı arabalardır (en basit örnek, çocukların radyo kontrollü arabası veya helikopteridir). Yarı otonom, bazı işlemleri kendi başına gerçekleştirebilir, ancak yine de kilit noktalarda insan müdahalesi gerekir. Tam otonom robotlar, tüm işlemleri bağımsız olarak gerçekleştirir (örneğin, otomatik montaj hatlarının manipülatörleri).
Hareketlilik düzeyine göre, aşağıdaki robot sınıfları ayırt edilir: sabit ve hareketli. Sabit - bunlar, örneğin otomobil fabrikalarında herkesin görmeye alıştığı manipülatörlerdir. Mobil ayrıca yürüyen, tekerlekli veya tırtıllı olarak ikiye ayrılır.
Modern prodüksiyon davulcuları
Çeşitli endüstriyel üretimler, modern otomatik cihazların ana bölümünün pratik uygulama bulduğu endüstridir.
Endüstriyel robotiğin tarihi, dokuma tezgahlarını programlamak için kullanılan delikli bantın Fransa'da icat edildiği 1725 yılında başlar.
Üretim otomasyonunun başlangıcı 19. yüzyılda gerçekleşti. Fransa, delikli kartlarda otomatik dokuma tezgahlarının seri üretimine başladı.
1913'te Henry Ford, fabrikasında otomobil montajı için ilk montaj hattını kurdu. Bir arabanın montajı yaklaşık bir buçuk saat sürdü. Tabii ki, bu hat şimdi olduğu gibi henüz tam otomatik değildi, ancak niteliksel olarak yeni bir üretim düzeyine çıkıştı.
Resmi olarak, üretimde robotların kullanımı, resmi olarak üretilen ilk manipülatörün New Jersey'deki General Motors fabrikasına kurulduğu 1961'de başlar. Bu makine hidrolik tahrikler üzerinde çalıştı ve manyetik bir tambur aracılığıyla programlandı.
Endüstriyel otomasyon patlaması 1970'lerde geldi. 1970 yılında, endüstride kullanım için ABD'de ilk modern tip manipülatör oluşturuldu: altı serbestlik dereceli elektrikli tahriklere sahipti ve bir bilgisayardan kontrol edildi. Buna paralel olarak İsviçre, Almanya ve Japonya'da da gelişmeler yaşandı. 1977'de ilk Japon yapımı robot piyasaya sürüldü.
80'lerin başında, General Motors üretimini otomatikleştirmeye başladı ve 1984'te Rusya da başladı - AvtoVAZ, Alman şirketi KUKA Robotics'ten bağımsız robot üretimi için bir lisans aldı. Bununla birlikte, avuç hala Japonlarda - 90'ların ortalarında, dünyadaki toplam robot sayısının üçte ikisi Japonya'da yoğunlaşmıştı, şimdi yaklaşık yarısı.
Bugün otomotiv ve diğer tüm hat içi ürünleri hayal edinmekanik asistanlar olmadan üretim neredeyse imkansızdır. İlk sırada otomatik kaynak makineleri yer alıyor. Robotik lazer kaynağının doğruluğu milimetrenin onda biri kadardır. Böyle bir cihaz, metali aynı anda parçalara ayırabilir.
Yükleme ve boş altma işlemlerini gerçekleştiren, boşlukları makinelere besleyen ve bitmiş ürünleri depolayan mekanizmalar tarafından takip edilir.
Otomasyon açısından üçüncü sırada dövme ve dökümhane yer almaktadır. Şu anda Avrupa'daki bu tür atölyelerin neredeyse tamamı robotlaştırılıyor çünkü oradaki çalışma koşulları insanlar için çok zor.
Otomatik makinelerin şu anda en sık kullanıldığı diğer işlemler boru bükme, delik delme, frezeleme ve yüzey taşlamadır.
Makineler insanların yerini nerede alabilir?
Bir insan mı yoksa bir robot mu bu işi yapmalı, bu işi mi yapmalı sorusunun cevabı, insanlarla makineler arasındaki farklarda yatmaktadır. Şu anda, en gelişmiş makineler bile programda önceden ayarlanmış belirli algoritmalara (bazen çok karmaşık olsalar da) göre çalışmaktadır. Özgür iradeleri, seçim özgürlüğü, arzuları, dürtüleri, bir kişinin yaratıcı bileşenini belirleyen hiçbir şeyleri yoktur.
Bir robot çok karmaşık ve hassas bir iş yapabilir, bu işi bir insanın bir saat bile yaşayamayacağı koşullarda yapabilir. Ancak daha önce bir kişi tarafından hafızasına ekilmemişse, yeni bir film için bir kitap veya senaryo yazamayacak, bir resim yaratamayacak.
Bu nedenle mesleklerözgünlüğün önemli olduğu yaratıcı, geleneksel olmayan düşünce elbette insanlarda kalır. Bir robot kaynakçı, yükleyici, ressam, hatta astronot olabilir, ancak (en azından şu anki geliştirme aşamasında) bir yazar, şair veya sanatçı olamaz.
Robotlardan korkmalı mıyız?
İnsanlığın makinelerle ilgili temel korkusu, mükemmel hale geldikten sonra bir gün itaat etmeyi bırakıp kendi hayatlarını yaşamaya başlayacakları ve insanları köleye dönüştürecekleri korkusudur. Bu korku robotiğin gelişmesiyle el ele gitti. Hem mitolojide (örneğin, yaratıcısına isyan eden golemin Yahudi efsanesi) hem de sanatta ifadesini bulur. En ünlü filmler "Matrix", "Terminatör", makinelerin ayaklanmasını anlatan pek çok kitap. Karel Capek'in "robot" kelimesine hayat veren oyunu, insanlığın eski hizmetkarları tarafından köleleştirilmesiyle de son buluyor.
Ancak, bilimin şu anki gelişme aşamasında, bu korkular anlamsızdır. Robotların insana benzer bir bilinci yoktur, bu yüzden dünyayı ele geçirme arzusundan bahsetmiyorum bile, hiçbir arzuları olamaz.
Bilinci bir makinede yeniden üretebilmek için, kişinin önce kendi bilincinin ne olduğunu, nasıl ve neyden oluştuğunu bulması gerekir. Bu sorunun cevabı, insan beyninin tam olarak keşfedilmekten çok uzak derinliklerinde yatmaktadır.
"İsyan etmek" için robotların dünya hakimiyetinin ne olduğunu ve buna neden ihtiyaç duyduklarını anlamaları gerekir.
Ve bu noktaya kadar, herhangi biri,en karmaşık ve mükemmel makine bile temelde bir mutfak robotu veya kahve öğütücüsünden farklı değildir. Bu nedenle, nihayetinde Dünya'da kimin ana olacağı sorusu - bir robot mu yoksa bir insan mı sorusu henüz acil değil.
