Vários dispositivos automáticos ocupam um lugar tão forte na vida humana que é quase impossível imaginar a civilização moderna sem eles. No entanto, a história da robótica é muito longa, as pessoas vêm aprendendo a criar várias máquinas por quase toda a sua história. Claro, as máquinas antigas não podem ser comparadas com as modernas, elas eram sim suas semelhanças. No entanto, eles demonstram que as idéias de criação de máquinas, em particular a imitação artificial do homem, podem ser rastreadas até as camadas mais antigas da história humana.
A aparência da palavra "robô"
Esta palavra foi cunhada pelo famoso escritor tcheco Karel Capek. Ele usou o termo pela primeira vez no título de sua peça de 1920, Rossum's Universal Robots. No entanto, ele não pode ser considerado o autor da palavra "robô", ela vem apenas do tcheco robota, que significa apenas "trabalho". Segundo o próprio escritor, seu irmão Joseph ofereceu a palavra, enquanto o próprio Capek não conseguiu decidir como nomear seus personagens.
O enredo da peça de Čapek para muitosparecerá familiar: a princípio, as pessoas exploram seus servos mecânicos em vários trabalhos difíceis, depois se rebelam e, por sua vez, escravizam as pessoas.
No sentido moderno, um “robô” é um dispositivo mecânico que opera de acordo com um determinado programa por conta própria, sem ajuda humana.
O conceito de robótica e suas leis
Em 1941, as famosas leis da robótica de Isaac Asimov foram formuladas na história "The Liar", que são projetadas para regular o comportamento dessas máquinas.
- Um robô não pode causar dano a uma pessoa ou, por sua inação, permitir que esse dano seja causado.
- Um robô deve obedecer a um humano desde que não vá contra a primeira lei.
- Um robô pode se defender desde que não contradiga as duas primeiras leis.
A partir dessas leis, o próprio Asimov e outros autores criaram uma enorme camada de obras dedicadas à relação entre pessoas e máquinas.
Azimov introduziu o conceito de "robótica". A palavra, uma vez usada em uma história de fantasia, agora é o nome de um ramo científico sério, engajado no desenvolvimento e construção de vários mecanismos, automação de processos, etc.
Máquinas do mundo antigo
A história da robótica está enraizada na antiguidade. Alguns tipos de robôs foram inventados no antigo Egito há mais de quatro mil anos, quando os sacerdotes se escondiam dentro das estátuas dos deuses e conversavam com as pessoas de lá. Ao mesmo tempo, as mãos das estátuas se moviam ecabeças.
Se você der asas à imaginação, poderá encontrar referências a robôs, por exemplo, nos mitos da Grécia antiga. Até Homero menciona os servos mecânicos que o antigo deus grego Hefesto criou para si, o gigante Talos, criado por ele de bronze para proteger Creta do inimigo. Platão fala do cientista Archytas de Tarentum, que fez uma pomba artificial capaz de voar.
Arquimedes no século 3 aC supostamente fez um aparelho que lembra muito um planetário moderno: uma bola transparente impulsionada pela água, que exibia o movimento de todos os corpos celestes conhecidos na época.
Na Idade Média, as pessoas já começaram a criar máquinas reais capazes de fazer muitas coisas interessantes. As tentativas de criar as primeiras máquinas humanóides também pertencem à Idade Média.
Albert the Great, um famoso alquimista do século 13, criou um andróide que agia como porteiro, abrindo a porta para bater e se curvar aos convidados (um andróide é um robô que copia uma pessoa em aparência e comportamento). Ele também projetou um mecanismo capaz de falar com uma voz humana, a chamada cabeça falante.
Quem foi o primeiro a criar um robô?
O projeto do primeiro robô, sobre o qual foram preservadas informações confiáveis, foi criado por Leonardo da Vinci. Era um andróide que parecia um cavaleiro de armadura. De acordo com os desenhos de Leonardo, ele podia mover os braços e a cabeça. A questão permanece por que o famoso inventor não dotou seu cavaleiro com a capacidade de mover as pernas, ou seja, andar. Talvez ele considerasse isso um problema tecnicamente difícil (queé totalmente verdade). Ou foi assumido que o cavaleiro deve montar um cavalo, e a mobilidade das pernas não é necessária para ele.
Não se sabe ao certo se da Vinci foi capaz de construir seu "exterminador", mas ele projetou um robô leão que, quando o rei apareceu, rasgou seu peito com as garras, mostrando o brasão da França escondido nele.
Além disso, Leonardo também tinha ideias sobre a interação dos mecanismos com os órgãos humanos, ou seja, já na virada dos séculos XV-XVI ele antecipou o desenvolvimento moderno de próteses controladas diretamente pelo sistema nervoso humano.
Músicos mecânicos e motores ambulantes
Durante o século 16, muitos dispositivos foram criados na Europa, principalmente usando mecanismos de corda (relógio). Por exemplo, na Alemanha, foram feitas uma mosca artificial e uma águia que podia voar, e na Itália, uma robô feminina que tocava alaúde.
Durante o século XVII, os europeus desenvolveram e aperfeiçoaram as primeiras "calculadoras" mecânicas. No início eles só podem somar e subtrair, mas no final do século já são capazes de dividir e multiplicar.
Este momento pode ser considerado um ponto de virada na história da robótica, pois dois ramos do conhecimento começam a se desenvolver em paralelo, que no futuro serão usados para criar robôs modernos:
- desenvolvimento de máquinas que imitam e substituem uma pessoa e suas ações;
- criação de dispositivos projetados para armazenar e processar informações.
Em paralelo, mecânicadispositivos humanóides capazes de tocar instrumentos musicais, escrever e desenhar.
O início do século 19 foi marcado pelo início da "amizade" das pessoas com eletricidade. Começa a se espalhar rapidamente e a penetrar em muitas esferas da atividade humana. Ao mesmo tempo, vários computadores mecânicos e máquinas analíticas foram sendo aperfeiçoados, o telefone e o telégrafo foram inventados.
São conhecidas histórias de várias máquinas humanóides supostamente inventadas e usadas nos EUA durante o século 19:
- em 1865, o designer Johnny Brainard criou o chamado homem a vapor, que era atrelado a uma carroça em vez de um cavalo. Era, na verdade, uma locomotiva que parecia uma pessoa (só que muito maior). Tinha que ser constantemente "afogado", e era controlado, como um cavalo, por rédeas. Alegou-se que ele poderia "andar" em velocidades de até 50 km/h.
- Depois de um tempo, Frank Reid já está testando um "homem elétrico", mas pouco se sabe sobre essa invenção.
- Em 1893, Archie Campion introduziu um modelo de um soldado artificial movido a vapor chamado Boilerplate, que foi supostamente usado repetidamente na prática, ou seja, em batalhas.
Todas essas informações são interessantes, mas levantam algumas dúvidas, pois, apesar das características aparentemente marcantes, esses produtos nunca entraram em produção em massa, ao contrário das locomotivas a vapor, navios a vapor etc. Muito provavelmente, eles existiam apenas na forma de protótipos e nunca encontraram sua aplicação,sendo, na verdade, brinquedos para adultos.
O século 20 é o auge da robótica
No século 20, a história da robótica entra em sua fase final, o que levou à criação daqueles robôs que a humanidade conhece agora.
Avanços são feitos no campo da eletrônica, diodos e triodos aparecem. Os primeiros computadores de tubo são desenvolvidos em teoria e depois implementados.
Ao mesmo tempo, é criado o primeiro robô humanoide eletrônico, controlado à distância, capaz de se mover e falar. Então vem um cachorro eletrônico que reage à luz e pode latir.
No final do primeiro terço do século 20, os andróides controlados por rádio estão aprendendo a falar ao telefone, andar, até atuar como palestrantes em uma exposição, fumar cigarros e assim por diante. Naquele momento, muitos já pensavam que não restava muito - e os robôs substituiriam as pessoas. No entanto, mais tarde fica claro que não será possível usar os andróides da época para qualquer tipo de trabalho devido ao desenvolvimento insuficiente de tecnologias na época.
Mas essas descobertas não impedem os inventores - andróides continuaram a aparecer e ainda estão sendo desenvolvidos.
Nas décadas de 1940-1950, o aprimoramento da eletrônica, computadores e programação de computadores continua, surge o conceito de "inteligência artificial", após o qual há um s alto significativo no desenvolvimento da robótica, os robôs começam a "ficar inteligentes " rapidamente.
Finalmente, a partir do início dos anos 60, o sonho da humanidade começa a se realizar - as máquinas começam a substituir as pessoas por máquinas pesadas, perigosas etrabalhos desinteressantes. Surgem os primeiros manipuladores robóticos do tipo moderno. Primeiro, eles realizam apenas as operações mais inconvenientes para um ser humano, então as linhas de montagem automáticas são criadas.
Com o tempo, começa a mania de pessoas com robôs. Muitos círculos e escolas de robótica são abertos para crianças, vários brinquedos educativos e construtores são produzidos. A indústria do entretenimento também não fica de lado - em 1986, foi lançada a primeira parte do filme "Exterminador do Futuro", que fez sucesso no mundo todo.
Robótica doméstica
A história da robótica na Rússia, assim como na Europa, tem mais de um século. Há algum tempo, os cientistas russos acompanham seus colegas europeus no projeto de vários autômatos: no último terço do século XVIII, uma máquina de computação chamada máquina de Jacobson foi criada na Rússia e, em 1790, Ivan Petrovich Kulibin criou seu famoso relógio “ovo”. Neles foram embutidas várias figuras humanas, que realizavam certas ações, o relógio também tocava um hino e outras melodias.
Foram os cientistas russos que fizeram várias descobertas significativas na história da robótica. Semyon Nikolayevich Korsakov lançou as bases da ciência da computação em 1832. Ele desenvolveu várias máquinas capazes de realizar cálculos inteligentes usando cartões perfurados para programá-los.
Boris Semenovich Jacobi em 1838 inventou e testou o primeiro motor elétrico, cujo projeto fundamental permanece relevante até hoje. Jacobi,tendo instalado em um barco, ele deu um passeio ao longo do Neva com sua ajuda.
Acadêmico P. L. ChebyshevEm 1878, ele apresentou o primeiro protótipo de um veículo ambulante - um carro ambulante.
M. A. Bonch-Bruevich inventou o gatilho em 1918, graças ao qual a criação dos primeiros computadores se tornou possível, e V. K. Zworykin um pouco mais tarde demonstra um tubo eletrônico que deu origem à televisão.
O primeiro computador aparece na URSS em 1948, e já em 1950 foi lançada a MESM (pequena máquina de calcular eletrônica), na época a mais rápida da Europa.
Oficialmente, a história da robótica na Rússia pode ser contada a partir de 1971. Em seguida, o departamento de robótica e mecatrônica especial foi criado na Escola Técnica Superior Bauman de Moscou, chefiada pelo acadêmico E. P. Popov. Ele se tornou o fundador da escola nacional de engenharia robótica.
A ciência doméstica competia adequadamente com a estrangeira. Em 1974, um computador soviético se tornou o campeão mundial em um torneio de xadrez entre máquinas. E o supercomputador Elbrus-3, criado em 1994, era duas vezes mais rápido que o computador americano mais poderoso da época. No entanto, não foi colocado em produção em massa, talvez devido à difícil situação do país na época.
Cosmonautas automáticos russos
Oficialmente, o início da robótica na Rússia remonta a 1971. Foi então que foi oficialmente reconhecido como ciência na URSS. Embora naquela época, os fuzis de ass alto fabricados na Rússia já estivessem arando as extensões do espaço com força e força.
Em 1957, o primeirosatélite terrestre artificial. Em 1966, a estação Luna-9 transmitiu um sinal de rádio para a Terra a partir da superfície da Lua, e o aparelho Venera-3, tendo chegado com sucesso ao planeta, instalou ali uma flâmula da URSS.
Em apenas quatro anos, mais duas estações lunares foram lançadas e ambas completaram sua missão com sucesso. O Lunokhod-1, entregue pela Luna-17, funcionou três vezes mais do que o planejado e deu aos cientistas soviéticos muitas informações valiosas.
Em 1973, outra estação da mesma série entregou outro rover lunar à Lua, que também cumpriu sua tarefa perfeitamente.
Robótica em nosso tempo
Os robôs modernos penetraram em muitas áreas da vida humana. Sua diversidade é incrível: aqui estão apenas brinquedos infantis e fábricas automatizadas inteiras, complexos cirúrgicos, animais de estimação artificiais, veículos militares e civis não tripulados. Seu constante desenvolvimento e aprimoramento é realizado por muitas organizações no mundo. Na Rússia, a posição de liderança em robótica científica é ocupada pelo Instituto Central de Pesquisa em Robótica e Cibernética Técnica (Instituto Central de Pesquisa em Robótica e Cibernética Técnica) em São Petersburgo, fundado em 1961 como um escritório de design no Instituto Politécnico. Neste maior centro, foram desenvolvidos sistemas eletrônicos para a espaçonave Buran, estações da série Luna e a estação espacial internacional.
A especialidade "Mecatrônica e Robótica" e similares estão presentes em diversosuniversidades do mundo. Especialistas com essa formação estão em alta demanda no mercado de trabalho, porque a automação está penetrando cada vez mais profundamente em muitas áreas da atividade humana. Para aqueles que gostam do assunto em seu tempo livre, muitos livros sobre robótica foram publicados, tanto na Rússia quanto em outros países.
Apesar do fato de que a tecnologia atual atingiu níveis sem precedentes, e os robôs são usados ativamente pelas pessoas, seus representantes humanóides - andróides - ainda estão "sem trabalho". Eles estão sendo aprimorados, modelos cada vez mais complexos estão sendo desenvolvidos, mas na aplicação prática eles ainda estão irremediavelmente perdendo para seus "colegas" com rodas, esteiras e até estacionários e permanecem, em geral, brinquedos. O fato é que o andar humano é um processo muito complexo, que não é tão fácil para uma máquina imitar.
Além disso, do ponto de vista prático, não há necessidade urgente de robôs humanóides. Na indústria, manipuladores estacionários combinados em linhas de produção automáticas estão operando com sucesso. Onde o movimento é necessário, seja carregando um armazém, desminagem de bombas, inspecionando edifícios destruídos, uma unidade com rodas e esteiras é muito mais fácil e eficaz do que imitar pernas humanas.
No entanto, as pessoas não se recusam a trabalhar em andróides, competições são realizadas regularmente em todo o mundo, onde representantes de várias escolas de robótica demonstram suas habilidades no controle de seus produtos. Torneios são constantemente organizados diretamente entre máquinas, por exemplo, no xadrezou futebol.
Classificação dos robôs
Existem vários métodos de classificação. Pela natureza do trabalho realizado, as máquinas são divididas em industrial, construção, para agricultura, para transporte, doméstica, militar, segurança, médica e pesquisa.
De acordo com o tipo de controle, eles são divididos em controlados por operador, semi-autônomos e totalmente autônomos.
Carros do primeiro tipo são simplesmente carros controlados remotamente (o exemplo mais simples é um carro ou helicóptero controlado por rádio infantil). O semi-autônomo pode realizar algumas das operações por conta própria, mas a intervenção humana ainda é necessária em pontos-chave. Robôs totalmente autônomos realizam toda a gama de operações de forma independente (por exemplo, manipuladores de linhas de montagem automáticas).
De acordo com o nível de mobilidade, distinguem-se as seguintes classes de robôs: estacionários e móveis. Estacionário - são os mesmos manipuladores que todos estão acostumados a ver, por exemplo, em fábricas de automóveis. Os móveis são divididos em andar, com rodas ou lagarta.
Bateristas da produção moderna
Várias produções industriais são a indústria em que a maior parte dos dispositivos automáticos modernos encontra aplicação prática.
A história da robótica industrial começa em 1725, quando a fita perfurada foi inventada na França, usada para programar teares.
O início da automação da produção ocorreu no século XIX, quandoA França iniciou a produção em massa de teares automáticos em cartões perfurados.
Em 1913, Henry Ford instalou a primeira linha de montagem de automóveis em sua fábrica. A montagem de um carro levou cerca de uma hora e meia. Claro, esta linha ainda não estava totalmente automatizada, como é agora, mas foi uma saída para um nível de produção qualitativamente novo.
Oficialmente, o uso de robôs na produção começa em 1961, quando o primeiro manipulador fabricado oficialmente foi instalado na fábrica da General Motors em Nova Jersey. Esta máquina funcionava com acionamentos hidráulicos e era programada através de um tambor magnético.
O boom da automação industrial veio na década de 1970. Em 1970, foi criado nos EUA o primeiro manipulador do tipo moderno para uso na indústria: tinha acionamentos elétricos com seis graus de liberdade e era controlado por computador. Paralelamente, foram realizados desenvolvimentos na Suíça, Alemanha e Japão. Em 1977, o primeiro robô feito no Japão foi lançado.
No início dos anos 80, a General Motors começou a automatizar sua produção, e já em 1984 a Rússia também começou - a AvtoVAZ adquire uma licença para produção independente de robôs da empresa alemã KUKA Robotics. No entanto, a palma ainda está com os japoneses - em meados dos anos 90, dois terços do número total de robôs do mundo concentravam-se no Japão, agora é cerca de metade.
Hoje imagine automotivo, e qualquer outro em linhaa produção sem assistentes mecânicos é quase impossível. O primeiro lugar é ocupado por máquinas de solda automáticas. A precisão da soldagem a laser robótica é de décimos de milímetro. Tal dispositivo é capaz de cortar simultaneamente metal em peças.
Seguido por mecanismos que realizam operações de carga e descarga, alimentação de blanks em máquinas e armazenamento de produtos acabados.
O terceiro lugar em termos de automação é forjamento e fundição. No momento, quase todas essas oficinas na Europa são robotizadas, pois as condições de trabalho são muito difíceis para as pessoas.
Outras operações para as quais as máquinas automáticas são mais usadas atualmente são a dobra de tubos, furação, fresamento e retificação de superfícies.
Onde as máquinas podem substituir as pessoas?
A resposta para a pergunta se uma pessoa ou um robô deve fazer este ou aquele trabalho está nas diferenças entre pessoas e máquinas. Atualmente, mesmo as máquinas mais avançadas operam de acordo com certos algoritmos (embora às vezes muito complexos) que são pré-definidos no programa. Não possuem livre arbítrio, liberdade de escolha, desejos, impulsos, nada que determine o componente criativo de uma pessoa.
Um robô pode fazer um trabalho de grande complexidade e precisão, ele pode fazer esse trabalho em condições nas quais uma pessoa não viveria nem uma hora. Mas ele não poderá escrever um livro ou um roteiro para um novo filme, criar uma pintura, a menos que tenha sido previamente plantada em sua memória por uma pessoa.
Portanto profissõescriativo, onde a originalidade é importante, o pensamento não convencional, é claro, permanece com as pessoas. Um robô pode ser um soldador, um carregador, um pintor, até mesmo um astronauta, mas não pode se tornar (pelo menos no estágio atual de desenvolvimento) um escritor, poeta ou artista.
Devemos ter medo de robôs?
O principal medo da humanidade em relação às máquinas é o medo de que elas, tendo se tornado perfeitas, um dia deixem de obedecer e passem a viver suas próprias vidas, transformando as pessoas em escravas. Esse medo andou de mãos dadas com o desenvolvimento da robótica. Encontra expressão tanto na mitologia (por exemplo, o mito judaico do golem se rebelando contra seu criador) quanto na arte. Os filmes mais famosos são "Matrix", "Exterminador do Futuro", muitos livros que falam sobre a revolta das máquinas. A peça de Karel Capek, que deu vida à palavra "robô", também termina com a escravização da humanidade por seus antigos servos.
No entanto, no atual estágio de desenvolvimento da ciência, esses medos não têm sentido. Robôs não têm uma consciência semelhante a um humano, então eles não podem ter nenhum desejo, sem mencionar o desejo de dominar o mundo.
Para reproduzir a consciência em uma máquina, uma pessoa deve primeiro descobrir o que é sua própria consciência, como e do que ela é formada. A resposta a esta pergunta está nas profundezas do cérebro humano, que está longe de ser totalmente explorada.
Para se "revoltarem", os robôs precisam entender o que é dominar o mundo e por que eles precisam disso.
E até este ponto, qualquer,mesmo a máquina mais complexa e perfeita não é fundamentalmente diferente de um processador de alimentos ou moedor de café. Portanto, a questão de quem será o principal na Terra - um robô ou uma pessoa, ainda não é urgente.
