היסטוריה קצרה של רובוטיקה
אוטומציה, רובוטיקה, קווי ייצור אוטונומיים לחלוטין, רכבים רובוטיים, טכנולוגיות מחשבים חזקות יותר ויותר. כלים מכונות, מערכות בקרה, מערכות זיהוי משתפרים ללא הרף, הביצועים של יחידות המחשוב גדלים.
מכונות מעשה ידי אדם הופכות יותר ויותר מורכבות ונפוצות כמעט בכל ענף של פעילות אנושית, מייצור ועד רפואה, מניהול תעבורה ועד תעשיית הבידור.
מאמר זה עוסק בהיסטוריה של הרובוטיקה, דיסציפלינה שעוזרת לאנשים לפתור את הבעיות שלהם, מקלה על העבודה ומגדילה את הפרודוקטיביות.
כיום רובוטיקה היא אחת הטכנולוגיות המתקדמות ביותר, שהגיעה לשיאים חסרי תקדים בפיתוחה הודות לפעילות אינטלקטואלית של דורות שלמים של ממציאים, מעצבים, מהנדסים וטכנאים.
ייצור מנוע 3 צילינדרים במפעל אופל
חיקויים של בני אדם וחיות
במבט אל העבר (ובסופו של דבר אל ההווה), אי אפשר להימנע מהרושם שאנשים רצו נואשות ליצור יצור מלאכותי שיבצע עבורו פעולות משעממות, קשות, מסוכנות או לא רצויות.
התפתחות המיכון, האוטומציה והרובוטיקה מתרחשת בהדרגה. עם התפתחות הטכנולוגיה, הופיעו החיקויים הראשונים של בני אדם או צורות מכניות של בעלי חיים. דוגמאות לחיקויים מכניים של בעלי חיים ניתנות בספרות לפני תחילת תקופתנו.
גאון הרנסנס לאונרדו דה וינצ'י (1495) קשור ליצירת האביר המכני. ידועים גם חיקויים מכניים של בני אדם (אנדרואידים) מאת המאסטרים השוויצרים ז'אק-דרוז (המאה ה-18). הסופר האוטומטי שלהם (קליגרף) הצליח לכתוב כמה משפטים בעט וחיקה אדם בצורה טובה מאוד.
רובוט מכני "קליגרף" מאת השעונים פייר ז'אק-דרוז (1772)
לאחר עידן המכניקה, הנדסת חשמל ולאחר מכן טכנולוגיית המחשב תרמו לפיתוח רובוטים. 1920 הייתה אבן דרך ברובוטיקה.
הרובוטים של צ'אפק כיצורים בעלי בינה מלאכותית
בשנת 1920 כתב קארל צ'אפק מחזה "RUR" עם כותרת המשנה "הרובוטים האוניברסליים של רוסום". הצגת הבכורה של ההצגה התקיימה בתחילת 1921 ולראשונה נעשה שימוש בה המילה "רובוט", שנודעה בכל שפות העולם. הספר RUR תורגם ליותר משלושים שפות , כולל אספרנטו.
בשנה שעברה מלאו למילה "רובוט" 100 שנה, והשנה מלאו 100 שנים להצגה הראשונה של קארל צ'אפק "RUR".
עטיפת הספר של מחזה המדע הבדיוני "RUR" שנכתב על ידי קארל צ'אפק ב-1920.
המילה רובוט היא אולי המילה הצ'כית היחידה שנמצאת בשימוש בכל העולם בצורתה הבלתי מושחתת.הוא זכה לפופולריות כזו, שקאראל צ'אפק ראה מאוחר יותר לנכון לטעון שה"ממציא" האמיתי של המילה "רובוט" היה אחיו יוסף.
קארל רצה במקור להשתמש במילה "עבודה" מהאנגלית "עבודה" עבור הדמויות במשחק RUR. אז היום יש לנו את המילה רובוט המשמשת בכל מדע בדיוני הקשור למילה הסלאבית הטיפוסית רובוט.
הרובוטים של צ'אפק אינם תחליפים מכניים לבני אדם, הם יצורים מלאכותיים שנוצרו מחומר אורגני סינתטי ובעלי אינטליגנציה אנושית. למעשה, הם זהים לאנדרואידים של ימינו, סייבורגים ורפליקנטים.
פרויקט WABOT-HOUSE (2002)
הגדרה של רובוט ורובוטיקה
כמקובל במדע ובטכנולוגיה, יש צורך להגדיר את משמעות המילה רובוט, במקור רובוט הובן כמכונה פשוטה, ראה למשל אנציקלופדיה בריטניקה משנת 1947 שנותנת מייצב ג'ירוסקופי למהלך של מטוס או א. ספינה כדוגמה לרובוט.
בשנת 1941 השתמש הסופר אייזק אסימוב לראשונה במילה רובוטיקה וניסח שלושה חוקים בסיסיים של רובוטיקה המייצגים את הדרישות הבסיסיות לפיתוח ושימוש ברובוטים.
חוקי הרובוטיקה של אייזק אסימוב
רובוט מובן לרוב כמערכת משולבת מבוקרת מחשב המסוגלת ליצור אינטראקציה אוטונומית ומכוונת עם סביבה אמיתית בהתאם להוראות אנושיות.
להגדרה זו משלימים תנאים נוספים הקובעים את הגדרת הרובוט, למשל, היכולת לתפוס ולזהות את הסביבה, לתקשר עם בני אדם בשפה מלאכותית או טבעית וכו'.
רובוטיקה כדיסציפלינה מדעית וטכנית היא מדע הרובוטים, עיצובם, ייצורם ויישומם.רובוטיקה קשורה קשר הדוק לאלקטרוניקה, מכניקה ותוכנה.
מונחים והגדרות: רובוטים ומכשירים רובוטיים
נראה שהמטרה הסופית של הרובוטיקה היא אכן לבנות מכונה שכמעט תחליף את בני האדם, כולל האינטליגנציה שלהם.
ב-1997, מחשב ניצח את אלוף העולם המכהן בשחמט. באותה שנה נוצרה התחרות הבינלאומית רובוקאפ עם המטרה הבאה (חלום) בהקדמה: "עד אמצע המאה ה-21, אחד עשר דמויות אנושיות אוטונומיות מלאות יביסו את אלוף הכדורגל המכהן על פי הכללים הרשמיים של פיפ"א". המטרה נראית מטופשת, אבל כמו במקרה של כיבוש הירח, הדרך למטרה זו יכולה להביא למספר תוצאות "משניות" אך משמעותיות.
רובוקאפ (2017)
הרובוט האנושי ASIMO משמש בעיקר למטרות פרסום ולקידום רובוטיקה
רובוט דמוי אדם (אנדרואיד) הוא רובוט בעל צורה אנושית. מכיוון שרובוטים רבים במדע בדיוני נראים אנושיים, רובוט דמוי אדם עשוי להיות רובוט ברירת המחדל עבור רוב האנשים.
מצד שני, אי אפשר לטעון שכל הרובוטים שצריכים לבצע כמה משימות בעולם האמיתי חייבים בהכרח להיות רובוטים דמויי אדם, למשל מטוסים גם לא נראים כמו ציפורים. הפונקציות הנדרשות לרובוט צריכות לקבוע את המראה האופטימלי שלו.
רובוטים תעשייתיים
אחת התוצאות הללו, שבלעדיה, בפרט, כבר אי אפשר לדמיין ייצור של מכוניות, הן רובוטים תעשייתיים, שהגדרתם כבר ניתנה, ISO 8373: 2012, בתרגום כללי: "רובוט תעשייתי: בקרה אוטומטית , מתוכנת מחדש, מניפולטור שניתן להגדרה מחדש הניתן לתכנות בשלוש דרגות או יותר של תנועה שניתן להתקין באופן קבוע או להזיז עבור יישומי אוטומציה תעשייתית. «
הרובוטים התעשייתיים הראשונים, Unimate ו-Versatran, נבנו והוכנסו לשימוש בארה"ב בין השנים 1960 ו-1962. אלו היו מכונות כבדות יחסית עם מספר קטן של צירים מבוקרים עם הנעה הידראולית ואלקטרו-הידראולית. התכנות והשליטה שלהם התבססו על טכנולוגיה אנלוגית.
NServth אמיתי בהיסטוריה ממשק משתמש רובוט תעשייתי Unimate
הרובוט התעשייתי הראשון המשתמש במיקרו-מעבד לשליטה הופיע בשנת 1974. באירופה זה היה הרובוט המצליח Asea IRB 6.
לרובוט היה מניפולטור בצורת מבנה זרוע אנתרופומורפית, חמישה צירים ניתנים לשליטה עם הנעה חשמלית וכושר עומס של 6 ק"ג. למרות קונספט הבקרה הפשוט יחסית, ניתן להשתמש בו גם לריתוך קשת וטיפול משטח. רובוט זה יוצר בין השנים 1975 עד 1992, עם סך של כמעט 2,000 שיוצרו.
רובוטים תעשייתיים ASEA (משמאל לימין: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, ארון בקרה ABB S3)
רובוט ASEA IRB 6 על בול דואר שוודי משנת 1984.
בשנים הבאות השתפרה המכניקה של רובוטים תעשייתיים ומגוון המוצרים התרחב, בעיקר כושר העומס - מרובוטים לעבודה עם חלקים קטנים ועד לרובוטים בעלי כושר עומס של כ-1000 ק"ג.
גם רובוטים תעשייתיים החלו להצטייד בהם ראייה ממוחשבת וחיישנים חכמים אחרים. עם זאת, חל שינוי מהותי באופן השליטה והתכנות שלו, המאפשר שימוש בטכניקות 3D CAD ותכנות של רובוטים אינטראקטיביים.
המגמה האחרונה היא רובוטים תעשייתיים שיתופיים (קובוטים) המספקים מגע בין אדם לרובוט ומכבדים את החוק הראשון של הרובוטיקה "אסור לרובוט להזיק לאדם".חל שינוי גם בדרך הבקרה והתכנות המאפשרת שימוש בשיטות 3D CAD ותכנות רובוטים אינטראקטיביים.
על פי נתונים סטטיסטיים של הפדרציה הבינלאומית לרובוטיקה, 76,000 רובוטים תעשייתיים חדשים הוכנסו לשירות רק בשנת 2018.
רובוט שיתופי מודרני Cobot UR5. הודות לחיישנים שלהם, רובוטים שיתופיים (קובוטים) יכולים לקיים אינטראקציה ישירה ובטוחה עם בני אדם.
עוד על רובוטים תעשייתיים מודרניים:
הבטחת בטיחות בעת שימוש ברובוטים תעשייתיים
רובוטים תעשייתיים ויתרונות הטמעתם בייצור, חשיבות הרובוטיקה
רובוטים ובינה מלאכותית
אבל בחזרה למטרה שלנו להחליף בני אדם במכונות. בשנות ה-60 הוקמו מעבדות הבינה המלאכותית הראשונות באוניברסיטאות האמריקאיות, ובשנת 1968, במכון המחקר של סטנפורד, נוצר הרובוט הנייד הנבון הראשון על גלגלים, Shakey, המצויד בראייה ממוחשבת, שהצליח לזהות את הסביבה. הסביבה ולנוע בה באופן מכוון.
Shakey Robot (1968)
בשנת 1973, הושק הוואבוט-1 האנושי המודרני הראשון ביפן באוניברסיטת וואסדה. באקספו 85, Vabot ניגן בעוגב אלקטרוני, וב-22 באוגוסט 2003, הרובוט האנואיד היפני Asimo (ASIMO) הניח פרחים בפראג על פסלו של קארל צ'אפק.
הרובוט Asimo v 2000 אינץ' Waco Fundamental Research Center נוצר ביפן על ידי תאגיד הונדה ובמשך זמן רב הוא היה הרובוט האנושי המפורסם ביותר בעולם.
רובוט WABOT-1 (1973)
רובוט WABOT-2 (1984)
הרובוט של אסימו הביא חרציות לפזמו של יוצר המילה "רובוט", הסופר הצ'כי קארל צ'אפק (2003)
כיום קיים מספר רב של רובוטי שירות כמו שואבי אבק רובוטיים, מכסחות דשא, מכונות חליבה רובוטיות ועוד מכשירים רבים המבוססים על הישגי הרובוטיקה.
מהרובוטיקה הגיע התחום הבינתחומי של ההנדסה - מכטרוניקה, שכן פתרונות חדשניים רבים הומצאו לראשונה והוטמעו ביצירת רובוטים, ולאחר מכן החלו לשמש במכונות ומנגנונים אחרים.
המילה "מכטרוניקה" שימשה לראשונה על ידי Tekuro Mori, מהנדס בחברת Yaskawa היפנית, בשנת 1969. מכטרוניקה היא החתירה לאינטגרציה מלאה של מכניקה, מכונות חשמליות, אלקטרוניקה, מיקרו-מעבדים ותוכנה.
למידע נוסף על מכטרוניקה, ראה כאן:מהי מכטרוניקה, אלמנטים מכטרוניים, מודולים, מכונות ומערכות