“Hvis maskinene produserer alt vi trenger, vil resultatet avhenge av hvordan det distribueres. Alle kan glede seg over et liv med full luksus og avslapning bare hvis maskinene som produserer varer blir felleseie, eller de fleste vil ende katastrofalt dårlige hvis eierne av bilene motsetter seg en omfordeling av rikdom … I virkeligheten skal vi ikke frykte roboter, men kapitalisme. , - Stephen Hawking.
Historisk referanse. Fremveksten av roboter og robotisering av verdensproduksjon på 1900-tallet
Prototypene til moderne roboter dukket opp i dagene av antikkens Hellas. På omtrent. Innbyggerne i Pharos installerte fire forgylte kvinnelige figurer med automatiske kontroller, som tydelig var synlig på lang avstand. I løpet av dagen reflekterte de sollys, og om kvelden brant de som lykter.
Det er kjent at på det XII århundre skapte den arabiske forskeren og oppfinneren Al-Jazari en båt med mekaniske musikere som underholdt mennesker ved å spille musikkinstrumenter.
Rundt 1495 skapte Leonardo da Vinci en blåkopi for en humanoid robotridder. Det er ikke kjent om han prøvde å samle det, men manuskripter som ble funnet midt på 1900-tallet tyder på at en mekanisk person kunne sitte, bevege armene og hodet og til og med åpne et visir.
Blueprint for Leonardos robot.
På XVI-XVIII århundrer i Europa ble konstruksjonen av "automater" utbredt. Dette var urverkmekanismer, lik mennesker eller dyr, som var i stand til å utføre ganske kompliserte bevegelser av lemmene.
I 1738 opprettet Jacques de Vaucanson den første "android" - et humanoidapparat som spilte fløyten. Også en fransk mekaniker og oppfinner ble berømt for å designe mekaniske ender som kunne hakke mat.
Salgsfremmende video:
Jacques de Vaucansons mekaniske and.
Informasjon om den russiske ingeniøren Pafnutiy Chebyshev nådde oss også, som på slutten av 1800-tallet oppfant "stop-walk" - en mekanisk maskin som hadde høy langrennsevne.
Pafnutiy Chebysjevs gående bil.
Nikola Tesla kunne heller ikke holde seg unna. Det store geniet i 1898 skapte og demonstrerte for publikum et miniatyr radiostyrt skip.
Teslas radiostyrte skip.
I 1920 myntet den tsjekkiske forfatteren Karel Čapek og broren Josef ordet "robot". De brukte dette ordet først i stykket "Rossum Universal Robots", som forteller om hendelsene i en fabrikk som produserer "kunstige mennesker". Stykket ble iscenesatt i 1921 i Praha og var en stor suksess og bidro til å popularisere begrepet "robot".
På tsjekkisk betyr ordet robota "hardt arbeid", "hardt arbeid", "corvee" (jfr. Bulgarske rob "slave"), og i russiske oversettelser ble ordet "arbeider" brukt.
Interessen for roboter vokste. I 1927 tegnet den amerikanske ingeniøren J. Wensley den stemmestyrte roboten "Mr. Televox", som så ut som en mann og var i stand til å utføre elementære stemmekommandoer. Denne roboten ble en utstilling på verdensmessen i New York. I 1928 ønsket roboten Eric velkommen besøkende til utstillingen British Association of Modelling Engineers. Samme år, under ledelse av Dr. Nishimura Makota, ble den første japanske roboten, "Naturalisten" opprettet, i stand til å bevege armene og hodet ved hjelp av en elektrisk stasjon. Deretter begynte denne androiden å bli betraktet som stamfar til Japans robotikk.
I 1936 ble den første sovjetiske roboten, B2M, opprettet. Moskva skolegutt Vadim Matskevich bygde en android og for dette ble han tildelt et diplom på verdensutstillingen i Paris i 1937. V. V. Matskevich ble senere kandidat i tekniske vitenskaper, forfatteren av mange populære vitenskapelige arbeider og bøker.
Siden begynnelsen av 30-tallet har det dukket opp strukturer som utad ligner humanoid-skapninger, som er i stand til å utføre de enkleste håndbevegelsene og reprodusere fraser på kommando av en person. Det er informasjon om at robotene i de årene hovedsakelig ble produsert av Westinghouse-selskapet, noen tyske og nederlandske ingeniører for reklameformål.
1936 var et vendepunkt i utviklingen av vitenskap og teknologi. Den engelske matematikeren Alan Mothison Turing introduserte konseptet om en "abstrakt datamaskin" (nå kjent som en "Turing-maskin"), i stand til å utføre beregninger av vilkårlig kompleksitet ved hjelp av enkle lese- og skiftoperasjoner, og forventet utseendet på slutten av 1940-tallet. universelle datamaskiner. I disse årene utviklet en rekke forskere (J. von Neumann, G. Walter, W. R. Ashby, C. Shannon og andre) teorien om algoritmer basert på studiet av analogier mellom det menneskelige nervesystemet, datamaskiner og automatiske kontrollsystemer. Deretter ble det en av de teoretiske opprinnelsene til beregningsmatematikk, og deretter - kybernetikk og robotikk.
I 1938 dukket "Electro" opp i verden: en android som veide 120 kg, var to meter høy, kunne gå, snakke og til og med røyke. Roboten ble designet av ingeniøren Joseph Barnett.
Video av elektroroboten:
I 1942 publiserte den berømte science fiction-forfatteren, den amerikanske forskeren og popularisereren av vitenskapen Isaac Asimov en serie historier "I am a Robot", i den ene prøvde han først å formulere de grunnleggende prinsippene for oppførselen til roboter og deres interaksjon med mennesker. Historien om samlingen er bygd i form av et intervju med Dr. Susan Kelvin i 2057, der hun deler minnene om arbeidet sitt som stabsrobotpsykolog i verdensledende ledelse i produksjonen av positroniske robotkorporasjoner "US Robots and Mechanical Men, Inc."
Den generelle ideen som forener historiene i samlingen er å løse problemene assosiert med roboter, som kan tilskrives sammenstøtet mellom jernlogikken om lovene om robotikk og den menneskelige faktoren. Disse prinsippene, senere kalt de tre lovene til robotikk, lyder:
- En robot kan ikke skade en person eller bidra til skade ved sin passivitet.
- Han må utføre ordrer fra en person, bortsett fra dem som er i strid med den første loven.
- Roboten må sikre sin egen sikkerhet, med mindre den er i strid med den første og andre lov.
En av pionerene innen industriell robotikk, grunnlegger og president av robotfirmaet Unimation, Joseph F. Engelberger, mener at A. Azimovs tre lover for robotikk er standardene som spesialister må følge når de lager moderne roboter.
På 50-tallet nådde automatisering og robotisering av produksjonen et nytt nivå og ble et massefenomen.
I følge American Institute of Robotics (RIA) er en industrirobot en omprogrammerbar multifunksjonell manipulator designet for å bevege objekter langs forhåndsbestemte stier ved hjelp av variable programmerte bevegelser. Nær denne er den europeiske definisjonen, der roboter bare forstås som universelle automatiske installasjoner med minst tre grader av mobilitet, utstyrt med forskjellige gripeanordninger og et enkelt omprogrammert kontrollsystem.
Det var da de første industrirobotene begynte å bli opprettet, og utførte montering av utstyr og de enkleste monotone operasjonene. For å jobbe med radioaktive materialer ble det utviklet mekaniske manipulatorer som kopierte bevegelsene til en persons hender på et trygt sted. Et eksempel er den fjernstyrte vognen som ble utviklet i 1960 med en manipulator, et TV-kamera og en mikrofon, som ble brukt til å kartlegge området og samle prøver i områder med høy radioaktivitet.
Den første robotarmen ble utviklet av den selvlærte oppfinneren George Devol i 1954. Strukturen veide to tonn og ble kontrollert av et program spilt inn på en magnetisk trommel. Dette systemet fikk navnet "Unimate", det ble utstedt patent på enheten, og deretter oppfinneren i 1961 grunnla selskapet "Unimation". Dette systemet ble brukt til å støpe metalldeler fra støpeformer. Gripeanordningen fungerte ved hjelp av et hydraulisk drivverk. Samme år 1961 installerte dette selskapet den første industriroboten. Det ble implementert på General Motors-anlegget i New Jersey på støpesenteret. Så ble nyheten testet av fabrikkene Chrysler og Ford.
Manipulator "Unimate".
Denne roboten hadde fem frihetsgrader (hva det er, vil vi fortelle i de følgende artiklene) og en griper med to "fingre". Denne maskinen var mer effektiv og raskere enn mennesker. Nøyaktigheten i arbeidet var ganske høy - opp til 1,25 mm. Antallet defekte deler har gått ned.
I 1965 utviklet Ralph Mosher, ingeniør hos General Electric, Walking Truck-roboten for å bære laster og en rekke lignende funksjoner.
Video av Walking Truck Robot:
Siden 1967 har industriroboter kommet til Europa. Sveiseroboter og malere dukker opp. Ved hjelp av videokameraer og sensorer lærer manipulatorer å bestemme dimensjonene til produktene og deres beliggenhet.
I 1968 begynte robotisering å utvikle seg i Japan. Det japanske selskapet "Kawasaki Heavy Industries, Ltd." fikk en lisens for å produsere en robot fra "Unimation Inc." og samlet sin første industrirobot. Opprinnelig var tilførselen av slike roboter liten og ble hovedsakelig brukt i sveising og sprøyting.
70-tallet har gått i den raske utviklingen av robotikk. I 1982 opprettet IBM det første offisielle språket for programmering av robotsystemer. I 1984 ble den første elektrisk drevne Scara-roboten introdusert av Adept.
Hvis Japan i 1968 var en av nykommerne innen produksjon og utvikling av robotikk, så på begynnelsen av 80-tallet økte antallet firmaer som var engasjert i denne industrien mange ganger - fra 10 til 175. Hvis japanerne i begynnelsen av produksjonen produserte rundt 200 roboter, så i 1981 - allerede 22100 stykker.
Totalt for perioden 1968 til 1981. 98 800 roboter ble produsert på japanske fabrikker. I 1982 var parken til faktiske industriroboter i Japan om lag 13 000, i 1984 - 65 000, i 1985 - 93 000, i 1986 - 116 000, og i 1989 - 174 000! Og dette er uten å ta hensyn til ikke-programmerbare manipulatorer uten stiv kontroll. Siden den gang har Japan lagt ut på en reise for å bli verdens robothovedstad. På slutten av 1900-tallet var det rundt 130 selskaper involvert i produksjonen av roboter. Ledende japanske robotvirksomheter inkluderer: Kawasaki Heuvy Industries, Hitachi, Mitsubishi Heavy Industries, Fujitsu Fanuc, Aida Engineering, Matsushita Electric Company, Yasukawa Electric og andre.
USA var underordnet andre land når det gjelder flåten av industriroboter i lang tid på begynnelsen av 80-tallet. I 1984 var antallet roboter omtrent 13 000, i 1985 - 20 000. Totalt har 3500 roboter blitt brukt i den amerikanske industrien siden 1981, og i 1989 har mer enn 35 000 blitt brukt.
Da var rundt 20 firmaer engasjert i utviklingen av roboter, hvorav de mest kjente var Cincinnati Milacron og Unimation (som på begynnelsen av 80-tallet ble overført til Westinghouse-konsernet). Oftest ble industriroboter i USA introdusert i bilindustrien, der de ble brukt i punktsveising av kropper. I 1981 var det allerede 270 roboter hos General Motors. Også roboter ble introdusert av Ford, Chrysler og andre selskaper.
I tillegg vokste industrialiseringen i Vest-Europa.
Det tredje landet i utviklingen av industriroboter og omfanget av implementeringen av dem er Forbundsrepublikken Tyskland. I 1980 var det 22 selskaper som produserte industriroboter, og nå er det mer enn 90 selskaper som leverer rundt 200 forskjellige modeller, men minst 50% av alle industriroboter som er delt er fordelt mellom seg ASEA, Kuka, Volkswagen.
Parken til industriroboter i Tyskland i 1980 var omtrent 1300, i 1984 - 6600, i 1986 - 12400, og i begynnelsen av 1988 - 14900 enheter, hvorav omtrent halvparten ble brukt i bilindustrien.
På begynnelsen av 90-tallet skjedde det et gjennombrudd i utviklingen av robotikk: en kontroller dukket opp med et intuitivt kontrollgrensesnitt som kunne kontrolleres av en operatør. Han kunne endre parametrene for arbeid og regulere modus. Vitenskapelig og teknologisk fremgang har gjort det mulig å øke utviklingsevnen, intelligensen og kontrollen av roboter. Deres funksjoner og pålitelighet utviklet seg bare: kompleksiteten, arbeidshastigheten, antall økser økte, ytterligere materialer begynte å bli brukt. Flere selvsikre trinn er også tatt for å skape kunstig intelligens.
Riktignok var det på midten av 1990-tallet en viss nedgang i introduksjonen av roboter og finansieringen av store prosjekter. Av flere årsaker ble robotutstyr bare brukt til bilmontering og noen andre bransjer. Kostnadene for utvikling og bruk var veldig høye, men i år 2000 begynte produksjonen å vokse igjen, og økte med 30% årlig.
De ledende robotprodusentene på 1900-tallet 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 (Frankrike); Comau-Fiat (Italia); Tralfa (Norge); GEC og Dainichi Sykes (Storbritannia).
Ytelsesindikatorene for roboter fra ledende selskaper begynte allerede å nå store høyder: roboter fra Unimate, Versatran, Kawasaki Unimate, Trallfa, ASEA, Kuka, etc. kunne fungere uten avbrudd for vedlikehold opp til 500 - 700 timer økes deres totale levetid til 40 tusen timer. Tapene forbundet med driftsstans under reparasjon og omstilling oversteg ikke 2% av den totale arbeidstiden. Alle disse faktorene førte til gode kostnadsbesparelser for produsentene.
En av hovedretningene for vitenskapelig og teknologisk fremgang for verdensindustrien på slutten av 1900-tallet var opprettelsen av fleksible produksjonssystemer (den nøyaktige definisjonen vil bli gitt i neste artikkel). Slike systemer har økt effektiviteten i småskala- og batchproduksjon. I 1987 var 360-370 GPS i drift over hele verden, for eksempel i Japan - 102, USA - 66, Tyskland - 40, Storbritannia - 36, Italia - 32, Frankrike - 30, Sverige - 10.
På slutten av 1900-tallet ble robotiseringen av produksjonen gjennomført ganske intenst i alle industriland. Forbedring av robotsystemer ble opprettet og studert, forbundet med deres sensasjon og kunstig intelligens. Produsentens viktigste prioriteringer er omfordeling av verdensmarkedet, utgivelse av varer av bedre kvalitet til markedet med en lavere kostpris og med et mer mangfoldig utvalg.
