”Om maskinerna producerar allt vi behöver kommer resultatet att bero på hur det distribueras. Alla kan njuta av ett liv med full lyx och avkoppling bara om maskiner som producerar varor blir gemensam egendom, eller om de flesta kommer att hamna katastrofalt dåliga om ägarna till bilarna motsätter sig omfördelningen av rikedom … I verkligheten ska vi inte vara rädda för robotar, men kapitalismen. , - Stephen Hawking.
Historisk referens. Framväxten av robotar och robotisering av världsproduktionen under 1900-talet
Prototyperna för moderna robotar dök upp under antiken Greklands dagar. På ungefär. Invånarna i Pharos installerade fyra förgyllda kvinnliga figurer med automatiska kontroller, som tydligt var synliga på avstånd. Under dagen reflekterade de solljus och på kvällen brände de som lyktor.
Det är känt att under XII-talet skapade den arabiska forskaren och uppfinnaren Al-Jazari en båt med mekaniska musiker som underhöll människor genom att spela musikinstrument.
Runt 1495 skapade Leonardo da Vinci en plan för en humanoid robotriddare. Det är inte känt om han försökte samla in det, men manuskript som hittades i mitten av 1900-talet tyder på att en mekanisk person kunde sitta, flytta armar och huvud och till och med öppna ett visir.
Blueprint för Leonardos robot.
Under XVI-XVIII århundradena i Europa blev konstruktionen av "automater" utbredd. Dessa var urverkningsmekanismer, liknande människor eller djur, som kunde utföra ganska komplicerade rörelser i lemmarna.
1738 skapade Jacques de Vaucanson den första "androiden" - en humanoidanordning som spelade flöjten. Dessutom blev en fransk mekaniker och uppfinnare berömd för att utforma mekaniska ankor som kunde hacka mat.
Kampanjvideo:
Jacques de Vaucansons mekaniska anka.
Information om den ryska ingenjören Pafnutiy Chebyshev nådde också oss, som i slutet av 1800-talet uppfann "stopp-promenad" - en mekanisk maskin som hade hög kapacitet över hela landet.
Pafnutiy Chebysjevs promenadbil.
Nikola Tesla kunde inte heller hålla sig borta. Det stora geniet 1898 skapade och demonstrerade för allmänheten ett miniatyrradiostyrt fartyg.
Teslas radiostyrda fartyg.
1920 myntade den tjeckiska författaren Karel Čapek och hans bror Josef ordet "robot". De använde detta ord först i stycket "Rossum Universal Robots", som berättar om händelserna i en fabrik som producerar "konstgjorda människor". Pjäsen arrangerades 1921 i Prag och var en stor framgång och hjälpte till att popularisera termen "robot".
I tjeckiska betyder ordet robota "hårt arbete", "hårt arbete", "corvee" (jfr. Bulgariska rån "slav"), och i ryska översättningar användes då ordet "arbetare".
Intresset för robotar växte. 1927 designade den amerikanska ingenjören J. Wensley den röststyrda roboten "Mr. Televox", som såg ut som en man och kunde utföra elementära röstkommandon. Denna robot blev en utställning på världens mässa i New York. 1928 välkomnade roboten Eric besökare till utställningen British Association of Modeling Engineers. Samma år, under ledning av Dr. Nishimura Makota, skapades den första japanska roboten, "Naturalisten", med förmåga att flytta sina armar och huvud med hjälp av en elektrisk enhet. Därefter började denna android att betraktas som förfäder till Japans robotik.
1936 skapades den första sovjetiska roboten, B2M. Moskva skolpojke Vadim Matskevich byggde en android och för detta fick han ett examensbevis på världsutställningen i Paris 1937. V. V. Matskevich blev senare kandidat i tekniska vetenskaper, författare till många populära vetenskapliga verk och böcker.
Sedan början av 30-talet har strukturer dykt upp som utåt liknar mänskliga varelser, som kan utföra de enklaste handrörelserna och reproducera fraser på kommandot av en person. Det finns information om att robotar tillverkades under dessa år främst av Westinghouse-företaget, några tyska och holländska ingenjörer för reklamändamål.
1936 var en vändpunkt i historien för utvecklingen av vetenskap och teknik. Den engelska matematikern Alan Mothison Turing introducerade begreppet en "abstrakt datormaskin" (nu känd som en "Turing-maskin"), som kan utföra beräkningar av godtycklig komplexitet med hjälp av enkla läs- och skiftoperationer och förutsåg utseendet i slutet av 1940-talet. universella datorer. Under dessa år utvecklade ett antal forskare (J. von Neumann, G. Walter, W. R. Ashby, C. Shannon och andra) teorin om algoritmer baserade på studier av analogier mellan det mänskliga nervsystemet, datorer och automatiska kontrollsystem. Därefter blev det ett av det teoretiska ursprunget till datormatematik, och sedan - cybernetik och robotik.
År 1938 uppträdde "Electro" i världen: en android som vägde 120 kg, var två meter hög, kunde gå, prata och till och med röka. Roboten designades av ingenjören Joseph Barnett.
Video av elektroroboten:
1942 publicerade den berömda science fiction-författaren, den amerikanska forskaren och populariseraren av vetenskapen Isaac Asimov en serie berättelser "I am a Robot", i vilken en först försökte formulera de grundläggande principerna för robotbeteende och deras interaktion med människor. Historien om samlingen är byggd i form av en intervju med Dr. Susan Kelvin 2057, där hon delar sina minnen från sitt arbete som en heltids robotpsykolog för världsledande inom produktion av positroniska robotar hos US Robots and Mechanical Men, Inc.
Den allmänna tanken som förenar berättelserna i samlingen är att lösa problemen som är förknippade med robotar, vilket kan tillskrivas kollisionen mellan järnlogiken mellan robotikens lagar och den mänskliga faktorn. Dessa principer, senare kallade de tre lagarna i robotik, lyder:
- En robot kan inte skada en person eller bidra till skada genom sin passivitet.
- Han måste utföra order från en person, utom de som strider mot den första lagen.
- Roboten måste säkerställa sin egen säkerhet, såvida den inte strider mot den första och den andra lagen.
En av pionjärerna inom industrirobotik, grundare och president för robotföretaget Unimation, Joseph F. Engelberger, anser att A. Azimovs tre lagar inom robotik är de standarder som specialister måste följa när man skapar moderna robotar.
På 50-talet nådde automatisering och robotisering av produktionen en ny nivå och blev ett massfenomen.
Enligt American Institute of Robotics (RIA) är en industrirobot en omprogrammerbar multifunktionell manipulator utformad för att flytta objekt längs förutbestämda banor med variabla programmerade rörelser. Nära till detta är den europeiska definitionen, där robotar endast förstås som universella automatiska installationer med minst tre rörelsegrader, utrustade med olika greppanordningar och ett enkelt omprogrammerat styrsystem.
Då började de första industriroboterna skapas, som utförde montering av utrustning och de enklaste monotona operationerna. För att arbeta med radioaktiva material utvecklades mekaniska manipulatorer som kopierade en persons händer på ett säkert ställe. Ett exempel är den fjärrstyrda vagnen som utvecklades 1960 med en manipulator, en TV-kamera och en mikrofon, som användes för att kartlägga området och samla prover i områden med hög radioaktivitet.
Den första robotarmen utvecklades av den självlärda uppfinnaren George Devol 1954. Strukturen vägde två ton och kontrollerades av ett program inspelat på en magnetisk trumma. Detta system fick namnet "Unimate", ett patent utfärdades för enheten, och sedan grundade uppfinnaren 1961 företaget "Unimation". Detta system kom att användas för gjutning av metalldelar från formar. Gripanordningen fungerade med hjälp av en hydraulisk drivenhet. Samma år 1961 installerade detta företag den första industrirobot. Det implementerades på General Motors-anläggningen i New Jersey på gjuteriet. Sedan testades nyheten av fabrikerna i Chrysler och Ford.
Manipulator "Unimate".
Denna robot hade fem frihetsgrader (vad det är, vi kommer att berätta i följande artiklar) och en gripare med två "fingrar". Den här maskinen var effektivare och snabbare än människor. Arbetets noggrannhet var ganska hög - upp till 1,25 mm. Antalet defekta delar har minskat.
1965 utvecklade Ralph Mosher, ingenjör på General Electric, Walking Truck-roboten för att bära laster och ett antal liknande funktioner.
Video av Walking Truck Robot:
Sedan 1967 har industriroboter kommit till Europa. Svetsrobotar och målare visas. Med hjälp av videokameror och sensorer lär sig manipulatorer att bestämma måtten på produkterna och deras plats.
1968 började robotisering utvecklas i Japan. Det japanska företaget "Kawasaki Heavy Industries, Ltd." fick licens för att tillverka en robot från "Unimation Inc." och monterade sin första industrirobot. Ursprungligen var utbudet av sådana robotar litet och användes främst för svetsning och sprutning.
70-talet har gått i den snabba utvecklingen av robotik. 1982 skapade IBM det första officiella språket för programmering av robotsystem. 1984 introducerades den första elektriskt drivna Scara-roboten av Adept.
Om Japan 1968 var en av nykomlingarna inom produktion och utveckling av robotik, i början av 80-talet ökade antalet företag som är engagerade i denna industri många gånger - från 10 till 175. Om japanerna i början av produktionen bildade cirka 200 robotar, så 1981 - redan 22100 stycken.
Totalt för perioden 1968 till 1981. 98 800 robotar tillverkades på japanska fabriker. 1982 uppgick parken för faktiskt industrirobotar i Japan till cirka 13 000, 1984 - 65 000, 1985 - 93 000, 1986 - 116 000 och 1989 - 174 000! Och detta är utan att ta hänsyn till icke-programmerbara manipulatorer utan styv kontroll. Sedan dess har Japan påbörjat en resa för att bli världens robotkapital. I slutet av 1900-talet var det cirka 130 företag involverade i tillverkning av robotar. De ledande japanska robotföretagen inkluderar: Kawasaki Heuvy Industries, Hitachi, Mitsubishi Heavy Industries, Fujitsu Fanuc, Aida Engineering, Matsushita Electric Company, Yasukawa Electric och andra.
USA var underlägsen jämfört med andra länder när det gäller industrirobotflottan under lång tid i början av 80-talet. 1984 var antalet robotar cirka 13 000, 1985 - 20 000. Totalt har 3 500 robotar använts i den amerikanska industrin sedan 1981 och 1989 har mer än 35 000 använts.
Sedan var cirka 20 företag engagerade i utvecklingen av robotar, varav de mest kända var Cincinnati Milacron och Unimation (som i början av 80-talet överfördes till Westinghouse-koncernen). Oftast introducerades industriroboter i staterna i fordonsindustrin, där de användes för punktsvetsning av karosser. År 1981 fanns det redan 270 robotar på General Motors. Även robotar introducerades av Ford, Chrysler och andra företag.
I Västeuropa växte också industrialiseringen.
Det tredje landet i utvecklingen av industrirobotar och omfattningen av deras genomförande är Förbundsrepubliken Tyskland. 1980 fanns det 22 företag som tillverkade industrirobotar, och nu finns det mer än 90 företag som levererar cirka 200 olika modeller, men minst 50% av alla industrirobotar som används delas av ASEA, Kuka, Volkswagen.
Parken för industrirobotar i Tyskland 1980 var cirka 1300, 1984 - 6600, 1986 - 12400, och i början av 1988 - 14900 enheter, varav cirka hälften användes i bilindustrin.
I början av 90-talet inträffade ett genombrott i utvecklingen av robotik: en controller visade sig med ett intuitivt kontrollgränssnitt som kunde kontrolleras av en operatör. Han kunde ändra arbetsparametrarna och reglera läget. Vetenskapliga och tekniska framsteg har gjort det möjligt att öka utvecklingsförmågan, intelligensen och kontrollen av robotar. Deras funktioner och tillförlitlighet utvecklades bara: komplexiteten, arbetets hastighet, antalet axlar ökade, ytterligare material började användas. Flera säkra steg har också tagits mot skapandet av konstgjord intelligens.
Det var sant att i mitten av 1990-talet fanns en viss nedgång i införandet av robotar och finansieringen av stora projekt. Av flera skäl användes robotutrustning endast för bilmontering och vissa andra industrier. Kostnaderna för utveckling och användning var mycket höga, men år 2000 började produktionen växa igen och ökade med 30% per år.
De ledande robottillverkarna under 1900-talet 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 och Kuka (Tyskland); Renault (Frankrike); Comau-Fiat (Italien); Tralfa (Norge); GEC och Dainichi Sykes (Storbritannien).
Prestationsindikatorerna för robotar från ledande företag började redan nå stora höjder: robotar från Unimate, Versatran, Kawasaki Unimate, Trallfa, ASEA, Kuka, etc. kunde fungera utan avbrott för underhåll upp till 500 - 700 timmar, deras totala livslängd ökas till 40 tusen timmar. Förlusterna i samband med driftstopp under reparation och byte översteg inte 2% av den totala arbetstiden. Alla dessa faktorer ledde till stora kostnadsbesparingar för tillverkarna.
En av de viktigaste riktningarna för den vetenskapliga och tekniska utvecklingen av världsindustrin i slutet av 1900-talet var skapandet av flexibla produktionssystem (den exakta definitionen kommer att ges i nästa artikel). Sådana system har ökat effektiviteten i småskalig och batchproduktion. 1987 var 360-370 GPS i drift runt om i världen, till exempel i Japan - 102, USA - 66, Tyskland - 40, Storbritannien - 36, Italien - 32, Frankrike - 30, Sverige - 10.
I slutet av 1900-talet genomfördes robotiseringen av produktionen ganska intensivt i alla industriländer. Förbättring av robotsystem skapades och studerades i samband med deras sensation och artificiell intelligens. Tillverkarnas huvudprioriteringar är omfördelningen av världsmarknaden, utsläpp av varor av bättre kvalitet till marknaden med ett lägre kostnadspris och med ett mer varierat sortiment.