”Hvis maskinerne producerer alt, hvad vi har brug for, vil resultatet afhænge af, hvordan det distribueres. Alle kan kun nyde et liv med fuld luksus og afslapning, hvis maskinerne, der producerer varer bliver fælles ejendom, eller de fleste mennesker vil ende katastrofalt dårlige, hvis ejerne af bilerne er imod omfordeling af rigdom … I virkeligheden skal vi ikke frygte robotter, men kapitalismen. , - Stephen Hawking.
Historisk henvisning. Fremkomsten af robotter og robotisering af verdensproduktion i det 20. århundrede
Prototyperne på moderne robotter dukkede op i det gamle Grækenlands dage. Om ca. Beboerne i Pharos installerede fire forgyldte kvindelige figurer med automatiske betjeningselementer, som tydeligt var synlige langvejs fra. I løbet af dagen reflekterede de sollys, og om aftenen brændte de som lanterner.
Det vides, at den arabiske videnskabsmand og opfinder Al-Jazari i XII århundrede skabte en båd med mekaniske musikere, der underholdt mennesker ved at spille musikinstrumenter.
Omkring 1495 skabte Leonardo da Vinci en plan for en humanoid robotridder. Det vides ikke, om han forsøgte at indsamle det, men manuskripter fundet i midten af det 20. århundrede indikerer, at en mekanisk person kunne sidde, bevæge sine arme og hoved og endda åbne et visir.
Blueprint til Leonardos robot.
I XVI-XVIII århundreder i Europa blev konstruktionen af "automater" udbredt. Dette var urværksmekanismer, der ligner mennesker eller dyr, som var i stand til at udføre forholdsvis komplekse bevægelser af lemmerne.
I 1738 skabte Jacques de Vaucanson den første "android" - en humanoid enhed, der spillede fløjten. En fransk mekaniker og opfinder blev også berømt for at designe mekaniske ænder, der kunne hakke mad.
Salgsfremmende video:
Jacques de Vaucansons mekaniske and.
Informationer om den russiske ingeniør Pafnutiy Chebyshev nåede os også, som i slutningen af 1800-tallet opfandt "stop-walk" - en mekanisk maskine, der havde en høj tværgående evne.
Pafnutiy Chebyshevs fodgående bil.
Nikola Tesla kunne heller ikke holde sig væk. Det store geni i 1898 skabte og demonstrerede for offentligheden et miniature radiostyret skib.
Teslas radiostyrede skib.
I 1920 opfandt den tjekkiske forfatter Karel Čapek og hans bror Josef ordet "robot". De brugte først dette ord i stykket "Rossum Universal Robots", der fortæller om begivenhederne i en fabrik, der producerer "kunstige mennesker". Stykket blev iscenesat i 1921 i Prag og var en stor succes og hjalp med at popularisere udtrykket "robot".
På tjekkisk betyder ordet robota "hårdt arbejde", "hårdt arbejde", "corvee" (jf. Bulgarsk røv "slave"), og i russiske oversættelser blev ordet "arbejder" derefter brugt.
Interessen for robotter voksede. I 1927 designede den amerikanske ingeniør J. Wensley den stemmestyrede robot "Mr. Televox", der lignede en mand og var i stand til at udføre elementære stemmekommandoer. Denne robot blev en udstilling på verdensmessen i New York. I 1928 bydte roboten Eric gæsterne velkommen til udstillingen British Association of Modeling Engineers. Samme år blev under den ledelse af Dr. Nishimura Makota skabt den første japanske robot, "Naturalisten", der var i stand til at bevæge sine arme og hoved ved hjælp af et elektrisk drev. Efterfølgende begyndte denne android at blive betragtet som stamfar til Japans robotik.
I 1936 blev den første sovjetiske robot, B2M, oprettet. Moskva skoledreng Vadim Matskevich byggede en android, og for dette blev han tildelt et eksamensbevis på verdensudstillingen i Paris i 1937. V. V. Matskevich blev senere kandidat inden for tekniske videnskaber, forfatter til mange populære videnskabelige værker og bøger.
Siden begyndelsen af 30'erne har strukturer vist sig, der udad ligner humanoide væsener, der er i stand til at udføre de enkleste håndbevægelser og gengive sætninger på kommando af en person. Der findes oplysninger om, at robotter i disse år hovedsageligt blev produceret af firmaet Westinghouse, nogle tyske og hollandske ingeniører til reklameformål.
1936 var et vendepunkt i udviklingen af videnskab og teknologi. Den engelske matematiker Alan Mothison Turing introducerede konceptet med en "abstrakt computermaskine" (nu kendt som en "Turing-maskine"), der var i stand til at udføre beregninger af vilkårlig kompleksitet ved hjælp af enkle læse- og skift-operationer og forventede udseendet i slutningen af 1940'erne. universelle computere. I disse år udviklede et antal forskere (J. von Neumann, G. Walter, W. R. Ashby, C. Shannon og andre) teorien om algoritmer baseret på studiet af analogier mellem det menneskelige nervesystem, computere og automatiske kontrolsystemer. Derefter blev det en af de teoretiske oprindelser af computermatematik og derefter - cybernetik og robotik.
I 1938 optrådte "Electro" i verden: en android, der vejer 120 kg, var to meter høj, kunne gå, tale og endda ryge. Robotten er designet af ingeniøren Joseph Barnett.
Video af elektroroboten:
I 1942 udgav den berømte science fiction-forfatter, den amerikanske videnskabsmand og populariseringen af videnskaben Isaac Asimov en række historier "Jeg er en robot", i den ene prøvede han først at formulere de grundlæggende principper for robotadfærd og deres interaktion med mennesker. Historien om samlingen er bygget i form af et interview med Dr. Susan Kelvin i 2057, hvor hun deler sine minder om sit arbejde som en fuldtids robot psykolog for verdensledende inden for produktion af positroniske robotter hos US Robots and Mechanical Men, Inc.
Den generelle idé, der forener historierne i samlingen, er at løse problemerne forbundet med robotter, som kan tilskrives sammenstødet mellem jernlogikken mellem lovgivningen om robotik og den menneskelige faktor. Disse principper, senere kaldet de tre love for robotik, læste:
- En robot kan ikke skade en person eller bidrage til skade ved sin passivitet.
- Han skal udføre en persons ordrer bortset fra dem, der er i strid med den første lov.
- Roboten skal sikre sin egen sikkerhed, medmindre den er i strid med den første og anden lovgivning.
En af pionererne inden for industriel robotik, grundlægger og præsident for robotfirmaet Unimation, Joseph F. Engelberger, mener, at A. Azimovs tre love om robotik er de standarder, som specialister skal følge, når man skaber moderne robotter.
I 50'erne nåede automatisering og robotisering af produktionen et nyt niveau og blev et massefænomen.
Ifølge American Institute of Robotics (RIA) er en industriel robot en reprogrammerbar multifunktionel manipulator designet til at bevæge objekter langs forudbestemte stier ved hjælp af variable programmerede bevægelser. Tæt på dette er den europæiske definition, hvor robotter kun forstås som universelle automatiske installationer med mindst tre grader af mobilitet, udstyret med forskellige gribeindretninger og et let omprogrammeret styresystem.
Det var dengang, de første industrielle robotter begyndte at blive oprettet, der udførte samling af udstyr og de enkleste monotone operationer. For at arbejde med radioaktive materialer blev der udviklet mekaniske manipulatorer, der kopierede bevægelserne af en persons hænder på et sikkert sted. Et eksempel er den fjernstyrede vogn, der blev udviklet i 1960 med en manipulator, et fjernsynskamera og en mikrofon, der blev brugt til at undersøge området og indsamle prøver i områder med høj radioaktivitet.
Den første robotarm blev udviklet af den selvlærte opfinder George Devol i 1954. Strukturen vejer to tons og blev kontrolleret af et program optaget på en magnetisk tromle. Dette system blev navngivet "Unimate", der blev udstedt et patent på enheden, og derefter opfandt opfinderen i 1961 firmaet "Unimation". Dette system blev brugt til støbning af metaldele fra forme. Gribeanordningen arbejdede ved hjælp af et hydraulisk drev. I samme år 1961 installerede dette selskab den første industrirobot. Det blev implementeret på General Motors-anlægget i New Jersey på støberiet. Derefter blev nyheden testet af fabrikkerne Chrysler og Ford.
Manipulator "Unimate".
Denne robot havde fem frihedsgrader (hvad det er, vi vil fortælle i de følgende artikler) og en griber med to "fingre". Denne maskine var mere effektiv og hurtigere end mennesker. Nøjagtigheden af arbejdet var ret høj - op til 1,25 mm. Antallet af defekte dele er faldet.
I 1965 udviklede Ralph Mosher, ingeniør hos General Electric, Walking Truck-roboten til at bære belastninger og en række lignende funktioner.
Video af Walking Truck Robot:
Siden 1967 er industrielle robotter kommet til Europa. Svejserobotter og malere vises. Ved hjælp af videokameraer og sensorer lærer manipulatorer at bestemme dimensionerne på produkterne og deres placering.
I 1968 begyndte robotisering at udvikle sig i Japan. Det japanske firma "Kawasaki Heavy Industries, Ltd." modtog en licens til at fremstille en robot fra "Unimation Inc." og samlet sin første industrirobot. Oprindeligt var udbuddet af sådanne robotter lille og blev hovedsageligt brugt til svejsning og sprøjtning.
70'erne er gået i den hurtige udvikling af robotik. I 1982 opretter IBM det første officielle sprog til programmering af robotsystemer. I 1984 blev den første elektrisk drevne Scara-robot introduceret af Adept.
Hvis Japan i 1968 var en af de nytilkomne inden for produktion og udvikling af robotik, så i begyndelsen af 80'erne steg antallet af virksomheder, der beskæftigede sig med denne industri, mange gange - fra 10 til 175. Hvis japanerne i begyndelsen af produktionsdannelsen producerede ca. 200 robotter, så i 1981 - allerede 22100 stykker.
I alt for perioden 1968 til 1981. 98.800 robotter blev fremstillet på japanske fabrikker. I 1982 var parken med faktisk industrirobotter i Japan ca. 13.000, i 1984 - 65.000, i 1985 - 93.000, i 1986 - 116.000, og i 1989 - 174.000! Og dette er uden at tage hensyn til ikke-programmerbare manipulatorer uden stiv kontrol. Siden da har Japan taget ud på en rejse for at blive verdens robothovedstad. Ved udgangen af det 20. århundrede var der omkring 130 virksomheder involveret i produktionen af robotter. Blandt de førende japanske robotvirksomheder er: Kawasaki Heuvy Industries, Hitachi, Mitsubishi Heavy Industries, Fujitsu Fanuc, Aida Engineering, Matsushita Electric Company, Yasukawa Electric og andre.
De Forenede Stater var underordnede i forhold til andre lande med hensyn til flåden af industrirobotter i lang tid i de tidlige 80'ere. I 1984 var antallet af robotter cirka 13.000, i 1985 - 20.000. I alt er 3.500 robotter blevet brugt i den amerikanske industri siden 1981, og i 1989 er mere end 35.000 blevet brugt.
Derefter var omkring 20 firmaer beskæftiget med udvikling af robotter, hvoraf de mest berømte var Cincinnati Milacron og Unimation (som i de tidlige 80'ere blev overført til Westinghouse-koncernen). Oftest blev industrirobotter i staterne introduceret i bilindustrien, hvor de blev brugt til plettsvejsning af kroppe. I 1981 var der allerede 270 robotter hos General Motors. Også robotter blev introduceret af Ford, Chrysler og andre virksomheder.
Desuden voksede industrialiseringshastigheden i Vesteuropa.
Det tredje land i udviklingen af industrielle robotter og omfanget af deres implementering er Forbundsrepublikken Tyskland. I 1980 var der 22 virksomheder, der producerede industrirobotter, og nu er der mere end 90 virksomheder, der leverede omkring 200 forskellige modeller, men mindst 50% af alle anvendte industrirobotter deles af ASEA, Kuka, Volkswagen.
Parken for industriroboter i Tyskland i 1980 var omkring 1300, i 1984 - 6600, i 1986 - 12400, og i begyndelsen af 1988 - 14900 enheder, hvoraf cirka halvdelen blev brugt i bilindustrien.
I de tidlige 90'ere opstod der et gennembrud i udviklingen af robotik: en controller viste sig med en intuitiv kontrolgrænseflade, der kunne styres af en operatør. Han kunne ændre parametre for arbejde og regulere tilstanden. Videnskabelige og teknologiske fremskridt har gjort det muligt at øge udviklingsevne, intelligens og kontrol af robotter. Deres funktioner og pålidelighed udviklede sig kun: kompleksiteten, arbejdshastigheden, antallet af akser steg, yderligere materialer begyndte at blive brugt. Der er også taget flere fortrolige skridt hen imod oprettelse af kunstig intelligens.
Rigtigt, i midten af 1990'erne var der en vis nedgang i introduktionen af robotter og finansieringen af store projekter. Af flere årsager blev robotudstyr kun brugt til bilmontering og nogle andre industrier. Omkostningerne ved udvikling og brug var meget høje, men i år 2000 begyndte produktionen at vokse igen og steg med 30% årligt.
De førende robotproducenter i det 20. århundrede var Kawasaki Heuvy Industries, Hitachi, Mitsubishi Heavy Industries, Fujitsu Fanuc, Yasukawa Electric, Matsushita Electric Company (Japan); Cincinnati Milacron, Unimation, GMF Robotics, IBM (USA); ASEA (Sverige); Volkswagen og Kuka (Tyskland); Renault (Frankrig); Comau-Fiat (Italien); Tralfa (Norge); GEC og Dainichi Sykes (UK).
Ydelsesindikatorerne for robotter fra førende virksomheder begyndte allerede nå store højder: robotter fra Unimate, Versatran, Kawasaki Unimate, Trallfa, ASEA, Kuka osv. Kunne arbejde uden afbrydelser for vedligeholdelse op til 500 - 700 timer øges deres samlede levetid til 40 tusinde timer. Tabene forbundet med nedetid under reparation og omskiftning oversteg ikke 2% af den samlede arbejdstid. Alle disse faktorer førte til store omkostningsbesparelser for producenterne.
En af hovedretningerne for den videnskabelige og teknologiske fremgang for verdensindustrien i slutningen af det 20. århundrede var oprettelsen af fleksible produktionssystemer (den nøjagtige definition vil blive givet i den næste artikel). Sådanne systemer har øget effektiviteten i småskala- og batchproduktion. I 1987 var 360-370 GPS i drift over hele verden, for eksempel i Japan - 102, USA - 66, Tyskland - 40, Storbritannien - 36, Italien - 32, Frankrig - 30, Sverige - 10.
I slutningen af det 20. århundrede blev robotiseringen af produktionen udført ganske intensivt i alle industrilande. Forbedring af robotsystemer blev oprettet og studeret i forbindelse med deres sensation og kunstig intelligens. Producenternes hovedprioriteter er omfordeling af verdensmarkedet, frigivelse af varer af bedre kvalitet til markedet med en lavere kostpris og med et mere forskelligartet sortiment.