Robotika

Sistem robotske ruke Shadow

Robotika je interdisciplinarna grana inženjerstva i nauke koja obuhvata mašinstvo, elektroniku, informaciono inženjerstvo, računarstvo, i druge. Robotika se bavi dizajnom, konstrukcijom, operacijom, i upotrebom robota, kao i računarskih sistema za njihovu kontrolu, senzorsku povratnu spregu, i obradu informacija. Termin robotike je prvi uveo Isak Asimov, u svojoj kratkoj priči Runaround objavljenoj u martu 1942. godine.

Ove tehnologije su korištene za razvoj mašina koje mogu da zamene ljude i da repliciraju ljudske akcije. Roboti se mogu koristiti u mnogim situacijama i za mnoge svrhe. U današnje vreme se mnogi koriste u opasnim okruženjima (uključujući otkrivanje i deaktiviranje bombi), proizvodnim procesima ili tamo gde ljudi ne mogu da prežive (npr. u svemiru, pod vodom, na visokim temperaturama, za čišćenje i ograničavanje hazardnih materijala i zračenja). Roboti mogu da poprime bilo koji oblik, i neki su napravljeni da izgledaju poput ljudi. Smatra se da to pomaže u prihvatanju robota u određenim replikativnim radnjama koje obično obavljaju ljudi. Takvi roboti pokušavaju da replikuju hodanje, podizanje, govor, spoznaju i u osnovi sve što čovek može da uradi. Mnogi današnji roboti su inspirisani prirodom, što doprinosi polju bioinspirisane robotike.

Koncept kreiranja mašina koje mogu autonomno da operišu potiče još iz klasičnih vremena, ali istraživanje funkcionalnosti i potencijalnih upotreba robota nije ostvarilo značajan uspon sve do 20. veka. Tokom čitave istorije, različiti naučnici, pronalazači, inženjeri i tehničari često su pretpostavljali da će roboti jednog dana moći da oponašaju ljudsko ponašanje i da izvršavaju zadatke na ljudski način. U današnje vreme, robotika je brzo rastuće polje, pospešeno mnogobrojnim tehnološkim naprecima u nizu drugih oblasti. Istraživanje, projektovanje i izgradnja novih robota služe raznim praktičnim ciljevima, bilo u domaćinstvu, u komercijalnim ili vojnim primenama. Mnogi roboti su napravljeni da rade poslove koji su opasni za ljude, kao što su uništavanje bombi, pronalaženje preživelih u nestabilnim ruševinama i istraživanje rudnika i olupina. Robotika se takođe koristi za MINT (nauka, tehnologija, inženjerstvo, i matematika) kao obrazovno sredstvo. Pojava nanorobota, mikroskopskih robota koji se mogu ubrizgati u ljudsko telo, može potencijalno da revolucionira medicinu i ljudsko zdravlje.

Robotika je grana inženjerstva koja obuhvata koncepciju, dizajn, proizvodnju, i operaciju robota. Ovo polje se preklapa sa elektronikom, računarstvom, veštačkom inteligencijom, mehatronikom, nanotehnologijom i bioinženjerstvom.

Istorija

Vodene orgulje Herona Aleksandrijskog

Model robota napravljenog na osnovu skica Leonarda da Vinčija

Automatizovana patka od Žaka de Vaukansona

Prvi pokušaji pravljenja automata su zabeleženi još u antičkom dobu. Poznati su delimično automatizovana pozorišta i muzičke mašine, koje je izmislio Heron Aleksandrijski, ili leteće ptice Arhite Tarentske.

Po završetku antičke kulture, privremeno su sa scene nestala i njena dostignuća, znanja i praksa. Tek nakon srednjeg veka su pronalazaštvo i tehnologija opet počele da se više vrednuju. Tako su npr. poznati planovi i skice Androida iz 15. veka od Leonarda da Vinčija. Nažalost, tadašnje znanje je još uvek bilo nedovoljno da bi se većina ovih planova realizovala. Oko 1740. je Žak de Vaukanson konstruisao i napravio jedan automat koji svira flautu, jednu automatsku patku, kao i prvu programabilnu i potpuno automatizovanu predilicu.

Krajem 19. veka načinjeni su veliki napori na polju vojne tehnike (čamci i brodovi sa daljinskim upravljanjem, upravljano torpedo). Žil Vern takođe objavljuje priču o čoveku-mašini, a 1920. pisac Karel Čapek uvodi pojam robota. Nakon Drugog svetskog rata robotika počinje da pravi svoje prve značajne korake. Jako značajan za njen razvoj bio je pronalazak Tranzistora i integrisanih kola.

Godine 1954. Džordž C. Devol prijavljuje patent programabilnog manipulatora, što je bio početak primene robota u industriji, a od 1955. u slobodnoj prodaji su se pojavile prve NC mašine (engl. numerically controlled, numerički kontrolisana mašina). Devol je takođe bio saosnivač firme Unimacija (Unimation), koja je 1960. predstavila prvog industrijskog robota sa hidrauličkim pogonom. Godine 1968. na MIT razvijen je prvi pokretni robot.

Godine 1970. razvijen je prvi autonomni pokretni robot Šejki (engl. Shakey), na istraživačkom institutu u Stanfordu.

Tokom godine 1973. započet je razvoj prvog humanoidnog robota, Waseda 1, na Univerzitetu Vaseda u Tokiju.

Godine 1974. ASEA je predstavila prvog robota, IRb6, koji je u potpunosti radio na električnu energiju.

Godine 1986. Honda počinje program istraživanja i razvoja humanoidnih robota (engl. Humanoid Robot Research and Development Program). Rezultat su bili humanoidni roboti sa oznakama verzija od P1 do P3. Dalji razvoj 2001. godine dovodi do humanoidnog robota ASIMO.

Godine 1997. na Mars se spustio prvi pokretni robot, Марс Патхфајндер.

Razvoj robotike je takođe uticao na industriju igračaka. Kao današnji primeri se mogu navesti danski Lego Majndstorms, Robonova ili robot-pas Aibo proizveden u japanskoj firmi Soni.

Kontrola

Mehanička struktura robota mora da se kontroliše da bi izvršio zadatke. Upravljanje robotom uključuje tri različite faze – percepciju, obradu i akciju (robotske paradigme). Senzori daju informacije o okruženju ili samom robotu (npr. položaj njegovih zglobova ili njegovog krajnjeg efektora). Ove informacije se zatim obrađuju da bi se uskladištile ili prenele i da bi se izračunali odgovarajući signali aktuatorima (motorima), koji pomeraju mehaničku strukturu da bi se postiglo potrebno koordinisano kretanje ili dejstva sile.

Faza obrade može biti složena. Na reaktivnom nivou, on može da prevede neobrađene informacije senzora direktno u komande aktuatora (npr. pokretanje elektronskih kapija za napajanje motora direktno na osnovu povratnih signala enkodera da bi se postigao potreban obrtni moment/brzina osovine). Fuzija senzora i unutrašnji modeli mogu se prvo koristiti za procenu parametara od interesa (npr. položaj hvataljke robota) iz podataka senzora sa bukom. Neposredni zadatak (kao što je pomeranje hvataljke u određenom pravcu dok se objekat ne otkrije senzorom blizine) ponekad se zaključuje iz ovih procena. Tehnike iz teorije upravljanja se generalno koriste za pretvaranje zadataka višeg nivoa u pojedinačne komande koje pokreću aktuatore, najčešće koristeći kinematičke i dinamičke modele mehaničke strukture.

Robotika u Srbiji

Institut „Mihajlo Pupin“ na Zvezdari, Beograd se sredinom šezdesetih godina, veoma ozbiljno bavio robotikom. Kasnije su ta istraživanja, po kojima smo tada bili među vodećim u svetu, usporena i gotovo zaustavljena što ukidanjem fondova, što odlaskom kadrova u inostranstvo. Poznate su bile „Beogradska šaka“, „Beogradska kolena proteza“. Iste su prikazane na Izložbi robotike u Beogradu oktobra 2012. Profesor Rajko Tomović i profesor Dejan Popović su pioniri robotike u nas.

Galerija srpskih robota

• 
  "Beogradska šaka“
• 
  "Beogradska šaka“
• 
  "Beogradska kolena proteza“
• 
  "Beogradska kolena proteza“
• 
  Industrijski robot ER4U
• 
  Industrijski robot ER4U
• 
  Aktivni egzoskelet, 1974. godine
• 
  Prvi industrijski robot, UMS 1
• 

Literatura

• Nocks, Lisa (2007). The robot : the life story of a technology. Westport, CT: Greenwood Publishing Group. 
• R. Andrew Russell (1990). Robot Tactile Sensing. New York: Prentice Hall. ISBN 978-0-13-781592-0. 
• E McGaughey, 'Will Robots Automate Your Job Away? Full Employment, Basic Income, and Economic Democracy' (2018) SSRN, part 2(3)
• DH Autor, ‘Why Are There Still So Many Jobs? The History and Future of Workplace Automation’ (2015) 29(3) Journal of Economic Perspectives 3
• Haug, Walter. "The Roman van Walewein as a postclassical literary experiment." In Originality and Tradition in the Middle Dutch Roman van Walewein, ed. B. Besamusca and E. Kooper. Cambridge, 1999. 17–28.
• Baumgartner, Emmanuèlle. "Le temps des automates." In Le Nombre du temps, en hommage à Paul Zumthor. Paris: Champion, 1988. pp. 15–21.
• Brett, G. "The Automata in the Byzantine 'Throne of Solomon'." Speculum 29 (1954): 477–87.
• Glaser, Horst Albert and Rossbach, Sabine: The Artificial Human, Frankfurt/M., Bern, New York 2011 "The Artificial Human. A Tragical History", ebook "The Artificial Humans. A Real History of Robots, Androids, Replicants, Cyborgs, Clones and all the rest"
• Sullivan, P. "Medieval Automata: The 'Chambre de beautés' in Benoît's Roman de Troie." Romance Studies 6 (1985). pp. 1–20.
• History of Robots in 10 Minutes. Arhivirano na sajtu Wayback Machine (20. oktobar 2022)
• „Kourai Khryseai”. Theoi Project. Pristupljeno 2022-07-05. 
• Deborah Levine Gera (2003). Ancient Greek Ideas on Speech, Language, and Civilization. ISBN 978-0-19-925616-7. Pristupljeno 31. 12. 2007. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Ronnie Littlejohn; Jeffrey Dippmann (2011). Riding the Wind with Liezi: New Perspectives on the Daoist Classic. SUNY Press. str. 195—196. ISBN 978-1-4384-3455-1. 
• Strong, J.S. (2007). Relics of the Buddha. Princeton University Press. str. 133—134. ISBN 978-0-691-11764-5. 
• Adrienne Mayor (2018). Gods and Robots: Myths, Machines, and Ancient Dreams of Technology. Princeton University Press. str. 205–206. ISBN 978-0-691-18544-6. 
• William Godwin (1876). „Lives of the Necromancers”. 
• Haug, "Walewein as a postclassical literary experiment", pp. 23–4; Roman van Walewein, ed. G.A. van Es, De Jeeste van Walewein en het Schaakbord van Penninc en Pieter Vostaert (Zwolle, 1957): 877 ff and 3526 ff.
• P. Sullivan, "Medieval Automata: The 'Chambre de beautés' in Benoît's Roman de Troie." Romance Studies 6 (1985): 1–20.
• Currie, Adam (1999). „The History of Robotics”. Arhivirano iz originala 18. 7. 2006. g. Pristupljeno 10. 9. 2007. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Kevin LaGrandeur (2013). Androids and Intelligent Networks in Early Modern Literature and Culture: Artificial Slaves. Routledge. str. 24. ISBN 978-0-415-63121-1. 
• Safran, Linda (1998). Heaven on Earth: Art and the Church in Byzantium. Pittsburgh: Penn State Press. str. 30. ISBN 0-271-01670-1. 
• „Su Song's Clock: 1088”. Pristupljeno 26. 8. 2007. CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Hemal, Ashok K.; Menon, Mani (2018). Robotics in Genitourinary Surgery. Springer. str. 7. ISBN 978-3-319-20645-5. 
• Kevin LaGrandeur (2013). Androids and Intelligent Networks in Early Modern Literature and Culture: Artificial Slaves. Routledge. str. 30. ISBN 978-0-415-63121-1. 
• al-Jazari (Islamic artist), Encyclopædia Britannica
• Donald Hill (1996), A History of Engineering in Classical and Medieval Times, Routledge, p. 224
• Ancient Discoveries, Episode 12: Machines of the East, History, Arhivirano iz originala 2021-12-12. g., Pristupljeno 6. 9. 2008 CS1 održavanje: Format datuma (veza)
• Rosheim, Mark E. (1994), Robot Evolution: The Development of Anthrobotics, John Wiley & Sons, str. 9, ISBN 978-0-471-02622-8 
• „articles58”. 2007-06-29. Arhivirano iz originala 2007-06-29. g. Pristupljeno 2019-06-18. 
• Rosheim, Mark E. (1994), Robot Evolution: The Development of Anthrobotics, John Wiley & Sons, str. 9, ISBN 978-0-471-02622-8 

Spoljašnje veze

• Nauka 50: Robot (RTS Obrazovno-naučni program - Zvanični kanal)
• Više o robotici:
• IRIS Italija
• Zika.rs - Robotika - portal za inovacije i futuristiku, vesti iz oblasti robotike
• Robotika na sajtu Curlie
• IEEE Robotics and Automation Society
• Investigation of social robots – Robots that mimic human behaviors and gestures.
• Wired's guide to the '50 best robots ever', a mix of robots in fiction (Hal, R2D2, K9) to real robots (Roomba, Mobot, Aibo).