Роботна технология

Робот, всяка автоматично работеща машина, която замества човешкото усилие, макар че на външен вид може да не наподобява човешки същества или да изпълнява функции по човешки начин. Като цяло, роботиката е инженерната дисциплина, занимаваща се с проектиране, изграждане и работа на роботи.

Концепцията за изкуствените хора предхожда записаната история (вж. Автомат), но съвременният термин робот произлиза от чешката дума robota („принудителен труд“ или „крепостен“), използвана в пиесата на Карел Чапек RUR (1920). Роботите на пиесата са произведени хора, безсърдечно се експлоатират от собствениците на фабриката, докато не въстанат и в крайна сметка унищожат човечеството. Дали са биологични, като чудовището във Франкенщайн (1818) на Мери Шели, или механични, не е уточнено, но механичната алтернатива вдъхновява поколения изобретатели за изграждане на електрически хуманоиди.

Думата роботика за пръв път се появи в научнофантастичната история на Исаак Азимов Runaround (1942). Наред с по-късните истории на роботите на Азимов, тя постави нов стандарт на правдоподобност относно вероятната трудност при разработването на интелигентни роботи и техническите и социалните проблеми, които могат да доведат до това. Откритието също съдържаше известните Три закона на роботиката на Азимов:

• 1. Робот не може да нарани човек или чрез бездействие да позволи на човек да навреди.

• 2. Робот трябва да се подчинява на заповедите, дадени му от хората, освен когато такива заповеди биха били в противоречие с Първия закон.

• 3. Робот трябва да защити собственото си съществуване, стига тази защита да не противоречи на първия или втория закон.

Тази статия проследява развитието на роботи и роботика. За допълнителна информация относно индустриалните приложения вижте статията за автоматизация.

Промишлени роботи

Макар и да не са хуманоидни по форма, за индустрията са разработени машини с гъвкаво поведение и няколко човешки физически качества. Първият стационарен индустриален робот е програмируемият Unimate, електронно контролиран хидравличен тежкоподемник, който може да повтаря произволни последователности от движения. Той е изобретен през 1954 г. от американския инженер Джордж Девол и е разработен от Unimation Inc., компания, основана през 1956 г. от американския инженер Джоузеф Енгелбергер. През 1959 г. прототип на Unimate е представен във фабрика за леене с леене на General Motors Corporation в Трентън, Ню Джърси. През 1961 г. Condec Corp. (след закупуването на Unimation през предходната година) достави първия в света производствен робот на GM фабриката; тя имаше нелоша задача (за хората) да премахва и подрежда горещи метални части от машина за леене. Неизимните оръжия продължават да се разработват и продават от лицензополучатели по целия свят, като автомобилната индустрия остава най-големият купувач.

По-напредналите компютърно контролирани електрически оръжия, ръководени от сензори, са разработени в края на 60-те и 70-те години на миналата година в Масачузетския технологичен институт (MIT) и в Станфордския университет, където те се използват с камери при роботизирано изследване на ръцете. Виктор Шейнман от Станфорд, който работи с Unimation за GM, проектира първата такава ръка, използвана в индустрията. Наречени PUMA (Програмируема универсална машина за сглобяване), те се използват от 1978 г. за сглобяване на автомобилни подкомпоненти като табла и светлини. PUMA беше широко имитиран и неговите потомци, големи и малки, все още се използват за лек монтаж в електрониката и други индустрии. От 90-те години малките електрически оръжия придобиват важно значение в лабораториите за молекулярна биология, прецизно боравейки с епруветки и пипетирайки сложни последователности от реактиви.

Мобилните индустриални роботи също се появяват за първи път през 1954 г. През тази година електрическа количка без шофьор, направена от Barrett Electronics Corporation, започва да дърпа товари около склад за хранителни стоки в Южна Каролина. Такива машини, наричани AGVs (Автоматично управлявани превозни средства), обикновено се придвижват, като следват проводници, излъчващи сигнал, закрепени в бетонни подове. През 80-те години AGVs се сдобиват с микропроцесорни контролери, които позволяват по-сложно поведение от онези, които се получават от прости електронни контроли. През 90-те години нов навигационен метод става популярен за използване в складове: AGV, оборудвани със сканиращ лазер, триангулират позицията си чрез измерване на отражения от неподвижни светлоотражатели (най-малко три от които трябва да се виждат от всяко място).

Въпреки че индустриалните роботи за първи път се появиха в САЩ, бизнесът не процъфтява там. Unimation е придобита от Westinghouse Electric Corporation през 1983 г. и затворена няколко години по-късно. Cincinnati Milacron, Inc., другият основен американски производител на хидравлични рамена, продаде своя отдел по роботика през 1990 г. на шведската фирма на Asea Brown Boveri Ltd. Adept Technology, Inc., завъртяна от Stanford и Unimation, за да направи електрически оръжия, е остава само американска фирма. Чуждестранните лицензополучатели на Unimation, по-специално в Япония и Швеция, продължават да работят, а през 80-те други компании в Япония и Европа започват енергично да навлизат на полето. Перспективата за застаряващо население и последващ недостиг на работници принудиха японските производители да експериментират с усъвършенствана автоматизация, още преди тя да даде ясна възвращаемост, отваряйки пазара за производители на роботи. До края на 80-те години Япония, ръководена от подразделенията по роботика на Fanuc Ltd., Matsushita Electric Industrial Company Ltd., Mitsubishi Group и Honda Motor Company, Ltd., беше световният лидер в производството и използването на промишлени роботи. Високите разходи за труд в Европа подобно насърчават приемането на заместители на роботи, като през 2001 г. за първи път промишлените роботи в Европейския съюз надвишават японските инсталации.