Robot

Dezambiguizare - Dacă sunteți în căutarea altor semnificații, consultați Robot (dezambiguizare) .

Un robot (pronunțat robòt sau robó , în engleză ròbot ^[1] ; din cuvântul ceh robota care înseamnă muncă grea , derivat la rândul său din vechea biserică slavonă rabota , servitute ^[2] ), rar italianizat în roboto ( ròboto ) ^{[3 ] [4] [5]} , este orice mașină (mai mult sau mai puțin antropomorfă) capabilă să îndeplinească mai mult sau mai puțin independent un loc de muncă în locul omului .

Un robot modern care cântă la trompetă .

Originea termenului

Robot industrial

Termenul robot derivă din termenul ceh robota , care înseamnă muncă grea sau muncă forțată (la plural în cehă este roboty , în timp ce în italiană este invariabil). Introducerea acestui termen se datorează scriitorului ceh Karel Čapek , care a folosit termenul pentru prima dată în 1920 în piesa sa „Roboții universali din Rossum” pentru a defini lucrătorul artificial. În realitate, așa cum a afirmat chiar autorul în textul Cuvântul robot , el nu a fost adevăratul inventator al cuvântului, care i-a fost sugerat în locul „muncii” originale de către fratele său Josef , un scriitor și pictor cubist ^{[6 ]} . Cei doi abordaseră deja tema în unele texte scrise cu patru mâini și în special în nuvela din 1917 a lui Josef Čapek, Opilec ( bețivul ), în care, totuși, folosise termenul de automat , automat . Marele succes al reprezentărilor operei lui Čapek în întreaga lume a servit la răspândirea termenului de robot, care a fost asimilat de atunci în aproape toate limbile lumii.

Conform altor cercetări, totuși, cuvântul robot a apărut deja la mijlocul secolului al XIX-lea : în The Modern Vassal de John Wilmer (1849), în Elements of Political Economy de Henry Dunning Macleod (1848), în The Village Notary. A Romance of Hungarian Life de József Eötvös (1850), în Austria de Peter Evan Turnbull (1849), în Ungaria în 1851 de Charles Loring Brace (1852), în Cazul omului deformat de Sir Arthur Conan Doyle (1893). Prin urmare, cuvântul pare să existe peste o jumătate de secol înainte ca Čapek să-l folosească și să se răspândească bine în Europa Central-Estică pentru a indica iobăgia . Există, de asemenea, un dicționar ceh-italian tipărit în 1831 la Praga, care înregistrează cuvântul robot care îl traduce ca „zile lucrătoare”. În concluzie, cuvântul nu ar fi fost inventat de Čapek, dar s-ar întoarce, cel puțin, cu aproape un secol înainte de această atribuire. ^[7]

Rădăcina cuvântului nu este numai a limbii cehe, de fapt cuvinte similare există în diferite limbi slave : robota înseamnă și muncă în poloneză, iar în rusă și ucraineană este rabota ; în poloneză există și termenul robotnik , lucrător, în timp ce verbul robić înseamnă a face.

Deși roboții lui Čapek erau bărbați artificiali organici , cuvântul robot este aproape întotdeauna folosit pentru a se referi la un om mecanic. Termenul android (din grecescul anèr, andròs , om și care poate fi, prin urmare, tradus în forma unui om ) poate fi folosit în ambele cazuri, în timp ce un cyborg ( organism cyborg sau om bionic ) indică o creatură care combină părți organice și mecanic (om bionic).

Termenul de robotică a fost folosit pentru prima dată (tipărit) în nuvela lui Isaac Asimov Liar! ( Liar !, 1941), prezent în celebra sa colecție Io, Robot . În el, el a citat cele trei reguli ale roboticii , care au devenit ulterior cele Trei Legi ale Roboticii (ulterior crescute la patru odată cu introducerea Legii zero).

Ideea oamenilor artificiali se întoarce cel puțin la vechea legendă a lui Cadmus , care a îngropat dinții dragonului care s-au transformat în soldați; și mitul Pigmalion , a cărui statuie a lui Galatea a prins viață. În mitologia clasică, zeul metalic greșit ( Vulcan sau Hephaestus ) a creat servitori mecanici, variind de la damisele inteligente de aur până la mese cu trei picioare mai utilitare care s-ar putea mișca de la sine. Legenda evreiască ne vorbește despre Golem , o statuie din lut, animată de magie cabalistică . În nordul și vestul Groenlandei canadiene , legendele inuite spun despre Tupilaq (sau Tupilak), care poate fi creat de un vrăjitor pentru a vâna și ucide un inamic. Folosirea unui Tupilaq în acest scop poate fi o sabie cu două tăișuri, întrucât o victimă bine versată în vrăjitorie poate opri un Tupilaq și o poate reprograma pentru a-și căuta și distruge creatorul.

Primul proiect documentat al unui robot umanoid a fost realizat de Leonardo da Vinci în jurul anului 1495 . Notele lui Da Vinci, redescoperite în anii 1950 , conțin desene detaliate pentru un cavaler mecanic , care se pare că era capabil să se ridice, să fluture brațele și să-și miște capul și maxilarul. Proiectarea s-a bazat probabil pe cercetările sale anatomice înregistrate în Omul Vitruvian . Nu se știe dacă a încercat sau nu să construiască robotul (vezi: Leonardo's Knight Automaton ).

Primul robot de lucru cunoscut a fost creat în 1738 de Jacques de Vaucanson , care a realizat un android care cânta la flaut , precum și o rață mecanică care, conform rapoartelor, a mâncat și a defecat. În nuvela lui ETA Hoffmann The Sandman ( 1817 ) a apărut o femeie mecanică în formă de păpușă, în povestea Philosophical History of Future Centuries ( 1860 ) Ippolito Nievo a indicat invenția roboților (pe care i-a numit „homunculi”, „ bărbați second-hand "sau" ființe auxiliare ") ca cea mai notabilă invenție din istoria omenirii și în Steam Man of the Prairies ( 1865 ) Edward S. Ellis a exprimat fascinația americană pentru industrializare. A apărut un val de povești despre automatele umanoide, care a culminat cu „ Electric Man ” a lui Luis Senarens , în 1885 .

Odată ce tehnologia a avansat până la punctul în care oamenii au văzut creaturile mecanice ca mai mult decât jucării, răspunsul literar la conceptul de roboți a reflectat temerile că oamenii ar putea fi înlocuiți de propriile lor creații. Frankenstein ( 1818 ), care este adesea denumit primul roman de science fiction, a devenit un sinonim pentru această temă. Când piesa RUR a lui Čapek a introdus conceptul unei linii de asamblare operate de roboți care construiesc alți roboți, tema a căpătat nuanțe politice și filosofice, diseminată în continuare de filme clasice precum Metropolis ( 1927 ), popularul Star Wars ( 1977). ), Blade Runner ( 1982 ) și Terminator ( 1984 ).

În introducerea romanului său Deeps of Steel , Asimov a spus că a făcut în acea serie „Prima utilizare a cuvântului robotică din istoria lumii, din câte știu eu”.

Descriere

Robot folosit pentru ridicarea geamurilor de sticlă .

În limbajul obișnuit, un robot este un dispozitiv artificial care efectuează anumite acțiuni pe baza comenzilor pe care i le oferă și a funcțiilor sale, atât pe baza supravegherii umane directe, cât și în mod autonom bazat pe îndrumări generale, probabil folosind procese de inteligență artificială ; aceste sarcini ar trebui îndeplinite în mod obișnuit pentru înlocuirea sau asistarea omului, cum ar fi fabricarea, construcția, manipularea materialelor grele și periculoase sau în medii prohibitive sau incompatibile cu condiția umană sau pur și simplu pentru a elibera omul de angajamente.

Un astfel de robot definit ar trebui să aibă conexiuni bazate pe feedback între percepție și acțiune și nu controlul uman direct. Acțiunea poate lua forma unor motoare electromagnetice sau acționatoare , care mișcă un membru, deschid și închid un dispozitiv de prindere sau determină mersul robotului. Controlul pas cu pas și feedback-ul sunt furnizate de un program care este executat de un computer extern sau intern robotului sau de un microcontroler . Pe baza acestei definiții, conceptul de robot poate cuprinde aproape orice aparat automat.

Mână umană și robotică în comparație.

Innorobo 2015 - NAO - robot umanoid de dimensiuni medii, autonom și programabil.

Alternativ, termenul robot este folosit pentru a indica o ființă artificială , un automat sau un android , care reproduce și seamănă cu un animal (real sau imaginar) sau cu un om. Termenul a ajuns să fie aplicat multor mașini care înlocuiesc direct un om sau un animal, la muncă sau la joacă. În acest fel, un robot poate fi văzut ca o încercare de biomimică . Antropomorfismul este probabil ceea ce ne face atât de reticenți să ne referim la o mașină de spălat modernă și complexă, cum ar fi un robot. Cu toate acestea, în înțelegerea modernă, termenul implică un grad de autonomie care ar exclude multe mașini automate de la a fi numite roboți. Aceasta este o căutare de roboți din ce în ce mai autonomi, care este obiectivul principal al cercetării robotice și motivul care conduce o mare parte a lucrărilor privind inteligența artificială .

Disciplinele implicate în proiectarea și construcția roboților sunt multe: robotică , cibernetică , mecanică , automată , electronică , mecatronică , tehnologia informației , inteligență artificială etc.

Caracteristici

Dronele sunt sisteme robotizate care au avut o mare difuzie, chiar și în domeniul amatorilor.

Roboții utilizați sunt de fapt sisteme hibride complexe formate din diverse subsisteme precum computere (de ex. Microcontrolere ) sau o parte hardware electronică programată corespunzător prin intermediul unui software care reglează sau controlează o parte mecanică constând din servomecanisme pentru executarea sarcinilor mecanice dorite; există multe tipuri diferite de roboți dezvoltate pentru a îndeplini sarcinile cele mai disparate. Utilizarea roboților în industria prelucrării metalelor (de exemplu , liniile de asamblare ) și nu numai este acum foarte răspândită. Roboții pot fi clasificați în două macro-categorii: „autonome” și „neautonome”.

Roboți non-autonomi

Roboții „ non-autonomi ” sunt roboții clasici folosiți pentru a îndeplini sarcini specifice care sunt capabili să îndeplinească mai eficient decât oamenii; unele cazuri sunt roboți utilizați în fabrici ( roboți industriali ) cu enormul avantaj de a putea obține o producție mai precisă, mai rapidă și cu costuri mai mici, fără utilizare sau cu forță de muncă umană redusă; sau roboți obișnuiți să lucreze în medii ostile (de exemplu pe Marte ) sau cu substanțe toxice; acești roboți sunt numiți „neautonomi”, deoarece sunt conduși de un software determinist care îi face să efectueze munca într-un mod repetitiv (vezi automatizarea industrială ) sau sunt direcționați direct de oameni (vezi roboți utilizați de blasteri ).

Exemple de roboți „non-autonomi” includ ultimele modele introduse în linia de asamblare a modelului Fiesta la uzinele producătorului auto din Koln din Germania . Din august 2016, se testează utilizarea roboților colaborativi CO-BOTS capabili să lucreze împreună cu lucrătorii din linia de asamblare.

Roboți autonomi

Roboții „ autonomi ” se caracterizează în schimb prin faptul că operează în totală autonomie și independență față de intervenția umană și sunt capabili să ia decizii chiar și în fața unor evenimente neașteptate. Acești roboți sunt de obicei programați cu algoritmi care se referă la tehnici de inteligență artificială : algoritmi genetici , logică fuzzy , învățare automată , rețele neuronale . Roboții autonomi sunt potriviți pentru îndeplinirea sarcinilor în medii necunoscute a priori; de obicei sunt roboți mobili . Unii mici roboți autonomi sunt folosiți pentru tăierea ierbii din grădini și pentru curățarea casnică: decid în mod autonom când să plece, unde să cosească / să curățe și când să se întoarcă la bază pentru a se reîncărca.

În industria filmului, utilizarea roboților se aplică în crearea efectelor speciale , creând mașini controlate ( animatronice ) care simulează cel mai bine probabilitatea mișcărilor (de exemplu rechinul folosit în filmul Rechinul sau dinozaurii din Jurassic Park ). Cei mai mari creatori ai acestui tip de robot au fost Carlo Rambaldi și Stan Winston .

Generații de roboți

• Roboți de primă generație : așa definesc roboți capabili să execute pur și simplu secvențe de operații prestabilite, indiferent de prezența sau intervenția omului.

• Roboți de a doua generație : acești roboți au capacitatea de a construi o imagine (model intern) a lumii exterioare, de a o corecta și rafina continuu. El este capabil să aleagă cea mai bună strategie de control. Robotul de a doua generație este capabil să termine ceea ce a fost programat în ciuda prezenței unor tulburări care nu pot fi prezise a priori.

• Roboți de a treia generație : au inteligență artificială . Acest robot este capabil să construiască noi algoritmi și să-și verifice singur consistența.

Evoluții viitoare

Asimo , unul dintre cei mai avansați roboți bipedi.

Când cercetătorii în domeniul roboticii au început primele încercări de a imita mersul oamenilor și animalelor, au descoperit că era incredibil de dificil; era necesară o capacitate de calcul mult mai mare decât era disponibilă în acel moment. Astfel s-a pus accent pe alte domenii de cercetare. Au fost folosiți roboți simpli cu roți pentru a efectua experimente privind comportamentul , navigația și studiul traseului . Când inginerii au fost gata să încerce să facă roboții să meargă din nou, au ales să încerce hexapode sau alte platforme cu mai multe picioare, asemănătoare ca formă și mișcare cu insectele și artropodele . Această alegere a condus la rezultate de mare flexibilitate și adaptabilitate la diferite medii. Stabilitatea statică mai mare dată de cele patru sau mai multe picioare facilitează lucrul cu ele. Abia spre sfârșitul secolului al XX-lea s-au făcut progrese către roboții de mers pe jos bipede .

Curățător de roboți. Roboții ar putea înlocui oamenii în îndeplinirea multor treburi casnice.

Un alt domeniu de mare progres este cel medical. Unele companii producătoare au obținut autorizațiile necesare pentru a-și putea folosi roboții în operații chirurgicale cu invazivitate minimă. Un sector similar, cel al automatizării laboratorului analitic, vede roboții de bancă angajați în activitățile de rutină de incubare, manipulare a probelor și analize chimice și biochimice.

Alte domenii în care roboții vor înlocui munca umană sunt explorarea în adâncime și explorarea spațiului . Structurile robotice de tip artropod sunt de obicei preferate pentru aceste sarcini. Mark W. Tilden, fost cercetător al Laboratoarelor Naționale din Los Alamos , este specializat în „picioare” ieftine, pliabile, dar nea articulate, în timp ce alții încearcă să reproducă mișcarea tipică a crabilor .

La 17 august 2016, NASA a anunțat că roboții umanoizi ar putea merge pe Marte capabili să însoțească oamenii în următoarele misiuni spațiale. Din acest motiv, organizația americană a lansat o competiție internațională pentru a încuraja dezvoltarea acesteia. Această programare va permite umanoidului să ajute astronauții umani să efectueze operații utile și pregătitoare pentru supraviețuirea noastră, cum ar fi pregătirea habitatului inițial, dezvoltarea liniilor de comunicație și a sistemelor de susținere a vieții, precum și stabilirea primelor faze ale cercetări științifice pe solul marțian. Provocarea este deja deschisă și, după înregistrare, pentru programarea robot-astronauților capabili să identifice și să repare diverse defecte interne și externe ale modulelor spațiale, este de așteptat ca provocările să se încheie în iunie 2017.

Roboții experimentali cu aripi și alte exemple care exploatează biomimica se află în stadiile incipiente ale dezvoltării. Așa-numitele „ nanomotoare ” și „ fire inteligente ” promit să simplifice dramatic mișcarea, în timp ce se pare că stabilizarea în zbor va fi îmbunătățită de giroscopuri extrem de mici. Un impuls fundamental pentru acest tip de muncă este dat de cercetarea militară în tehnologiile de spionaj.

Un sector în plină dezvoltare este reprezentat și de sistemele de manipulare cu feedback de forță, așa-numitele interfețe haptice .

Pericole posibile

Același subiect în detaliu: Rebeliunea mașinilor , Trei legi ale roboticii și inteligența artificială în știința-ficțiune .

Nu numai în ficțiunea științifico- fantastică, preocuparea că roboții ar putea concura cu oamenii, se pot rebela sau chiar extermina este un subiect fierbinte. În seria de povești I, Robot , Isaac Asimov a enunțat cele Trei Legi ale Roboticii într-o încercare de a controla concurența dintre roboți și oameni:

1. Un robot nu poate face rău unei ființe umane și nici nu poate permite unei ființe umane să sufere daune din propria sa neglijență.
2. Un robot trebuie să respecte întotdeauna ordinele ființelor umane, cu excepția cazului în care acestea intră în conflict cu Prima Lege.
3. Un robot trebuie să-și protejeze existența, atâta timp cât acest lucru nu este în conflict cu prima sau a doua lege.

Soluția problemei, totuși, nu este atât de simplă: Asimov însuși și-a bazat multe dintre poveștile și romanele pe problemele aplicabilității și suficientei celor trei legi. Legile care s-ar putea sau ar trebui să se aplice roboților sau altor „capitale autonome” în cooperare cu sau în concurență cu oamenii au stimulat ancheta macroeconomică a acestei competiții de către Alessandro Acquisti, care se baza pe o muncă mult mai veche decât John von Neumann .

Mașinile care în realitate sunt denumite în mod obișnuit roboți sunt mecanisme automate simple, capabile să se miște, dar numai în conformitate cu instrucțiunile precise care le sunt date. Nu au nici voință, nici conștientizare despre ei înșiși sau despre lumea din jur. Deci, orice accidente care se pot întâmpla (cum ar fi în Jackson , Michigan , la 21 iulie 1984 , un robot industrial a zdrobit un muncitor împotriva unei bare de siguranță) nu diferă din punct de vedere conceptual de accidentele cauzate de prăbușirea podelei. Scenariile de ficțiune științifică ale revoltei roboților împotriva oamenilor nu sunt imposibile, dar presupun că roboții în viitor pot deveni mult mai sofisticați și pot folosi un nivel foarte avansat de inteligență artificială .

Pe lângă problemele etice de responsabilitate ale roboților, există probleme de natură criminală greu de rezolvat, de exemplu în mașina autonomă .

În domeniul militar, au apărut îngrijorări puternice cu privire la roboții înarmați autonomi, atât de mult încât, în 2015, Max Tegmark a promovat o scrisoare prin care denunța pericolele inerente cursei înarmărilor, ale armelor autonome care aleg și lovesc ținte fără intervenția umană și că pentru ieftinitatea lor vor fi la îndemâna oricui, scrisoarea a fost semnată de Stephen Hawking și mii de distinși cercetători în domeniul AI și robotică ^[8] .

În septembrie 2018, Parlamentul European a emis o rezoluție privind pericolele roboților cu sisteme de arme complet autonome ^[9]

Categorii de relații robotizate

Kevin Kelly a identificat patru categorii de relații pe care le avem cu roboții:

• Locuri de muncă pe care oamenii le pot face, dar roboții se descurcă mai bine;
• Locuri de muncă pe care oamenii nu le pot face, dar roboții o fac;
• Locuri de muncă pe care nu știam că vrem să le facem;
• Locuri de muncă pe care doar oamenii vor putea să le facă, inițial. ^[10]

Competiții

Concurență între câinii robot.

Dean Kamen , fondatorul FIRST și al Societății Americane de Ingineri Mecanici (ASME) a ​​creat un forum competitiv care îi inspiră pe tineri, școlile și comunitățile lor să aprecieze știința și tehnologia.

Competițiile lor de robotică sunt competiții multinaționale care reunesc tineri și profesioniști pentru a rezolva o problemă de proiectare inginerească într-un mod intens și competitiv. În 2003, competițiile au implicat peste 20.000 de studenți împărțiți în peste 800 de echipe pentru 24 de competiții. Echipele au venit din Canada, Brazilia, Regatul Unit și Statele Unite. Spre deosebire de competițiile robotice de sumo care au loc în mod regulat în unele locuri, sau competițiile robotilor de luptă afișate la televizor, acestea implică faza de creare a robotului.

RoboCup este o organizație dedicată dezvoltării unei echipe de roboți complet autonomi, capabili să câștige un meci de fotbal împotriva echipei campioane mondiale până în 2050. Există multe federații diferite, de la roboți cu roți la patruped, doar în jurul anului 2004 au început competițiile pentru roboții umanoizi, pentru care există încă probleme de stabilitate în mers. Spre deosebire de alte evenimente, Robocup are în principal scopuri științifice, membrii sunt în principal reprezentanți ai universităților și este întotdeauna însoțit de conferințe în care sunt ilustrate noi descoperiri. Dintre universitățile italiene, echipele Politecnico di Milano , Politecnico di Torino și Universitatea din Roma „Sapienza” au participat sau participă în continuare la diferite categorii.

Influența în cinematografie

• Primul film în care „acționează” un robot este Metropolis , un film mut regizat de regizorul Fritz Lang .
• Doi dintre cei mai cunoscuți roboți din cinematograf sunt: C-3PO și R2-D2 . Cei doi, prieteni inseparabili, apar în celebra saga Star Wars creată de regizorul George Lucas .
• Blade Runner este un film din 1982 regizat de Ridley Scott . Protagoniștii filmului sunt niște roboți, numiți „replicanți”, care posedă o forță superioară celei oamenilor, dar o longevitate foarte redusă (doar 4 ani).
• Un „robot-actor” de renume incontestabil este Terminator , protagonistul filmului cu același nume din 1984 regizat de cunoscutul regizor James Cameron .
• În 1987 apare prima lansare a filmului RoboCop în regia lui Paul Verhoeven . Filmul are ca protagonist un „robot-polițist”, care prin programarea computerizată dobândește trei directive inviolabile: „ordinea publică totală”, „protejarea inocenților” și „aplicarea legii”.
• În ceea ce privește domeniul militar, ar trebui amintit doar un film din 1996.

Notă

Elemente conexe

Roboți fabricați

• Aibo
• ASIMO
• iCub
• InMoov
• Nabaztag
• NAO (robot)

Androizi feminini

• Actroid
• EveR-1
• Proiectul Aiko
• Răspuns Q1

Tipuri de roboți

• Avion pilotat de la distanță Drone
• Android
• Animatronică
• Cyborg
• Ginoid
• Mecha
• Nanorobot
• Roboți industriali
• Robot militar
• Roboți mobili
• Rover (astronautică)
• Sonda spațială
• Telescop robotizat

Științe și teorii

• Cele trei legi ale roboticii de Isaac Asimov
• Automat
• Cibernetică
• Inteligență artificială
• Nanotehnologie
• Naturoid
• Rețele neuronale
• Roboetica
• Robotica
• Telepresenta
• Teoria controlului
• Științe cognitive

Roboți celebri

• Ronald Arkin , Georgia Tech College of Computing
• Rodney Brooks , MIT AI Lab
• Reymond Clavel , inventatorul robotului Delta, Școala Federală Politehnică din Lausanne , LSRO
• George Devol , creatorul primului robot industrial
• Joseph F. Engelberger , fondator al Devol of Unimation Inc.
• Chico McMurtrie , fondatorul Amorphic Robot Works
• Hans Moravec , CMU Robotics Institute
• Masahiro Mori
• Bruno Siciliano , presidente della IEEE Robotics and Automation Society dal 2005
• Sebastian Thrun , ex direttore del laboratorio di Intelligenza Artificiale della Stanford University
• Mark Tilden , LANL
• Red Whittaker , CMU Robotics Institute
• Victor Scheinman , creatore del robot PUMA

Altri progetti

• Wikiquote contiene citazioni di o su robot
• Wikizionario contiene il lemma di dizionario « robot »
• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su robot

Collegamenti esterni

• Robot , in Treccani.it – Enciclopedie on line , Istituto dell'Enciclopedia Italiana.

Portale Ingegneria

Portale Scienza e tecnica