ربات هوشمند✔️

تاریخچه ربات

برای بررسی کاربرد این موضوع در خانه، هوشمندسازی خانه در شهریار؛ از کجا شروع کنیم و چه تجهیزاتی نیاز داریم؟ را هم بخوانید.

تاریخچه ربات ها ریشه در دنیای باستان دارد. در طول انقلاب صنعتی، انسان ها توانایی مهندسی سازه را برای کنترل الکتریسیته توسعه دادند تا ماشین ها بتوانند با موتورهای کوچک تغذیه شوند. در اوایل قرن بیستم، مفهوم ماشین انسان نما توسعه یافت.

اولین استفاده از ربات های مدرن در کارخانه ها به عنوان ربات های صنعتی بود. این ربات‌های صنعتی ماشین‌های ثابتی بودند که قادر به ساخت کارهایی بودند که امکان تولید با کار کمتر انسانی را داشتند. ربات های صنعتی با برنامه ریزی دیجیتال با هوش مصنوعی از دهه 2000 ساخته شده اند.

ربات

ربات ماشینی است که توسط کامپیوتر قابل برنامه ریزی است ومجموعه ای پیچیده از اقدامات را به صورت خودکار انجام دهد. یک ربات می تواند توسط یک دستگاه کنترل خارجی هدایت شود، یا ممکن است کنترل در داخل آن تعبیه شود. ربات‌ها ممکن است به گونه‌ای ساخته شوند که شکل انسان را تداعی کنند، اما بیشتر ربات‌ها ماشین‌هایی هستند که وظیفه‌شان را انجام می‌دهند، به جای زیبایی‌شناسی بیانگر، با تأکید بر عملکرد واضح طراحی شده‌اند.

ربات ها می توانند مستقل یا نیمه مستقل باشند و از انسان نماها مانند گام پیشرفته هوندا در تحرک نوآورانه و ربات پینگ پنگ گرفته تا ربات های صنعتی، ربات های عامل پزشکی، ربات های کمک به بیمار، ربات های سگ درمانی، به طور جمعی متفاوت باشند.

ربات های گروهی برنامه ریزی شده با تقلید ظاهر واقعی یا خودکار کردن حرکات، ممکن است حس هوش یا فکر خود را منتقل کند. انتظار می‌رود که چیزهای خودران در آینده با روباتیک خانگی و خودروهای خودران به عنوان برخی از محرک‌های اصلی گسترش پیدا کنند.

شاخه‌ای از فناوری که با طراحی، ساخت، بهره‌برداری و کاربرد روبات‌ها و همچنین سیستم‌های کامپیوتری برای کنترل، بازخورد حسی و پردازش اطلاعات سروکار دارد، رباتیک است.

این فناوری‌ها با ماشین‌های خودکاری سروکار دارند که می‌توانند جای انسان‌ها را در محیط‌های خطرناک یا فرآیندهای تولیدی بگیرند یا از نظر ظاهری، رفتاری یا شناختی شبیه انسان‌ها باشند.

از زمان تمدن باستان، حساب‌های زیادی از دستگاه‌های خودکار قابل تنظیم توسط کاربر و حتی خودکارهایی شبیه انسان و سایر حیوانات وجود داشته است که عمدتاً به عنوان سرگرمی طراحی شده‌اند. همانطور که تکنیک های مکانیکی در طول عصر صنعتی توسعه یافت، کاربردهای عملی بیشتری مانند ماشین های خودکار، کنترل از راه دور و کنترل از راه دور بی سیم ظاهر شد.

این اصطلاح از ریشه اسلاوی، با معانی مرتبط با کار گرفته شده است. کلمه “ربات” اولین بار برای نشان دادن یک انسان نما خیالی در یک نمایشنامه به زبان چک در سال 1920 R.U.R استفاده شد.

روبات‌های جهان توسط کارل چاپک، اگرچه برادر کارل،مخترع واقعی کلمه بود.

الکترونیک با ظهور اولین ربات های الکترونیکی خودمختار که توسط ویلیام گری والتر در بریستول، انگلستان در سال 1948 ایجاد شد، و همچنین ماشین ابزارهای کنترل عددی کامپیوتری (CNC) در اواخر دهه 1940 توسط جان تی پارسونز و فرانک ال استولن اختراع شدند.

اولین ربات مدرن دیجیتال و قابل برنامه ریزی توسط جورج دیول در سال 1954 اختراع شد و شرکت رباتیک اصلی او، Unimation را به وجود آورد.

اولین Unimate در سال 1961 به جنرال موتورز فروخته شد، جایی که قطعات فلز داغ را از ماشین‌های ریخته‌گری در کارخانه راهنمای فیشر در بخش West Trenton در شهر Ewing، نیوجرسی بلند می‌کرد.

روبات‌ها در انجام کارهای تکراری و خطرناکی که انسان ترجیح می‌دهد انجام ندهد، یا به دلیل محدودیت‌های اندازه قادر به انجام آن‌ها نیست، یا در محیط‌های شدید مانند فضای بیرونی یا کف دریا انجام می‌شود، جایگزین انسان‌ها شده‌اند. نگرانی هایی در مورد افزایش استفاده از روبات ها و نقش آنها در جامعه وجود دارد. ربات‌ها به دلیل افزایش بیکاری در فناوری سرزنش می‌شوند، زیرا آنها جایگزین کارگران در تعداد فرآینده‌ای از کارکردها می‌شوند.

استفاده از ربات ها در نبردهای نظامی نگرانی های اخلاقی را افزایش می دهد. احتمالات استقلال ربات و پیامدهای بالقوه در داستان پرداخته شده است و ممکن است در آینده یک نگرانی واقع بینانه باشد.

کلمه ربات می‌تواند هم به ربات‌های فیزیکی و هم به عامل‌های نرم‌افزار مجازی اشاره داشته باشد، اما معمولاً به ربات‌ها اشاره می‌شود. در مورد اینکه کدام ماشین‌ها واجد شرایط ربات هستند اتفاق نظر وجود ندارد، اما بین متخصصان و عموم مردم توافق وجود دارد که ربات‌ها تمایل دارند برخی یا همه توانایی‌ها و عملکردهای زیر را داشته باشند.

ربات هوشمند دارای یک “مغز مصنوعی” به خوبی توسعه یافته است که می تواند اقدامات را بر اساس هدف ترتیب دهد و همچنین دارای حسگرها و اثرگذارها است. تحقیقات ربات هوشمند را می توان به چهار سطح تقسیم کرد:

1. فناوری مرزی پایه
2. فناوری رایج
3. فناوری و تجهیزات کلیدی و کاربرد نمایشی

در میان آنها، فناوری مرزی اساسی عمدتاً شامل طراحی مکانیسم ربات جدید، تئوری و فناوری توسعه هوشمند، و تحقیق پلت فرم تأیید نسل جدید ربات مانند همکاری متقابل و بهبود رفتار انسانی است. فن‌آوری‌های رایج عمدتاً شامل اجزای اصلی، حسگرهای مخصوص ربات، نرم‌افزار ربات، تست ایمنی و قابلیت اطمینان و سایر فناوری‌های رایج کلیدی است.

فناوری‌ها و تجهیزات کلیدی عمدتاً شامل ربات‌های صنعتی، روبات‌های خدماتی، روبات‌های خدمات محیطی ویژه، و روبات‌های پزشکی توانبخشی هستند.

کاربردهای نمایشی به ربات های صنعتی، ربات های پزشکی توانبخشی و سایر زمینه ها گرایش دارند. در پایان قرن بیستم، فرهنگ رایانه عمیقاً در قلب مردم ریشه دوانده است. در قرن بیست و یکم، فرهنگ روبات‌ها تأثیر بی‌اندازه‌ای بر توسعه بهره‌وری اجتماعی، شیوه زندگی انسان، کار، تفکر و توسعه اجتماعی خواهد داشت.

یک ربات هوشمند یک سیستم هوش مصنوعی (AI) است که می تواند از محیط و تجربیات خود بیاموزد و بر اساس آن دانش، توانایی های خود را توسعه دهد.

روبات‌های هوشمند می‌توانند با انسان‌ها همکاری کنند، در کنار آن‌ها کار کنند و از رفتار آن‌ها درس بگیرند. نمونه اولیه یک ربات هوشمند باکستر است که توسط Rethink Robotics از بوستون، ماساچوست تولید شده است. باکستر یک اندروید صنعتی ربات انسان نما است که می تواند درست در کنار کارکنان خط کارخانه کار کند و اغلب روی کارهای بسیار تکراری مانند بسته بندی دقیق کار می کند.

تعداد و انواع کارهایی که می‌توانند توسط نرم‌افزار، ربات‌ها و سایر ماشین‌های هوشمند خودکار یا تقویت شوند، به سرعت در حال افزایش است. ربات های هوشمند نه تنها برای کارهای دستی بلکه توانایی انجام کارهای شناختی را نیز دارند. اریک برینولفسون و اندرو مک آفی، نویسندگان «عصر ماشین دوم» معتقدند که پیشرفت‌های تکنولوژیکی فرهنگ جهانی را به نقطه عطفی سوق داده است که با انقلاب صنعتی به وجود آمد.

به گفته گارتنر، شرکت برجسته تحقیقاتی فناوری، نرم افزار، ربات ها و سایر ماشین های هوشمند، تا سال 2025 از هر سه شغلی که در حال حاضر توسط انسان ها انجام می شود، یک نفر را به عهده خواهند گرفت.

پیشرفت‌های سریع در حسگرها، رایانه‌ها و الگوریتم‌ها همچنان به بهبود چشمگیر روبات‌های هوشمند کمک می‌کند. علاوه بر این، وسایل نقلیه روباتی در تعدادی از برنامه ها ظاهر می شوند. به عنوان مثال، آنها در محیط های عمومی برای انجام وظایفی مانند تحویل اقلام در بیمارستان ها و تمیز کردن کف در سوپرمارکت ها نصب شده اند.

Asimo شرکت هوندا موتور با ظاهر انسان نما و توانایی راه رفتن و بالا رفتن از پله ها، پیشرفته ترین ربات جهان لقب گرفته است. با این حال، در طول بحران در نیروگاه هسته‌ای فوکوشیما، شگفت‌انگیز بود که این پیروزی مهندسی روباتیک ژاپنی در عملیات شناسایی و پاکسازی به کار نرفت.

در عوض، ربات‌های نظامی ساخت ایالات متحده به کار گرفته شدند. شاید به این دلیل باشد که Asimo در درجه اول یک دستگاه روابط عمومی است که عملکرد نهایی آن در محیط‌های خانگی یا کمک به افراد مسن است. در جای دیگر، محققان دانشگاه کارنگی ملون یکی از پیچیده‌ترین روبات‌های مار مانند جهان را ساخته‌اند و تیمی در دانشگاه کالیفرنیا،روی روبات‌هایی به اندازه حشرات کار می‌کنند. در حالی که راه رفتن آسیمو بدون شک چشمگیر است، مارها و حشرات رباتیک می توانند به قسمت هایی برسند که آسیمو نمی تواند. بنابراین، پیچیدگی یک ربات باید واقعاً با وظایفی که برای انجام آن طراحی شده است سنجیده شود.

سیستم های کنترل از راه دور

وسایل نقلیه از راه دور در اواخر قرن نوزدهم در قالب چندین نوع اژدر کنترل از راه دور به نمایش گذاشته شدند. اوایل دهه 1870 شاهد اژدرهای کنترل از راه دور توسط جان اریکسون،جان لوئیس لی با سیم الکتریکی هدایت شونده، و ویکتور فون شلیها با سیم الکتریکی هدایت شونده بود.

اژدر برنان که توسط لوئیس برنان در سال 1877 اختراع شد، توسط دو ملخ ضد چرخش که با بیرون کشیدن سریع سیم‌ها از درام‌هایی که در داخل اژدر پیچیده شده بودند، به چرخش در می‌آمدند. سرعت دیفرانسیل روی سیم‌های متصل به ایستگاه ساحلی به اژدر اجازه می‌دهد تا به سمت هدف خود هدایت شود و آن را به “اولین موشک هدایت‌شونده عملی جهان” تبدیل کرد.

ربات اولین بار به عنوان اصطلاحی برای اتومات مصنوعی در نمایشنامه R.U.R در سال 1920 به کار رفت. نویسنده چک، کارل چاپک با این حال، توسط برادرش Karel به عنوان مخترع واقعی اصطلاح روبات نامگذاری شد. کلمه «ربات» به خودی خود جدید نبود، زیرا در زبان اسلاوی به عنوان روباتا به کار می رفت، اصطلاحی که به دهقانانی اطلاق می شد که تحت نظام فئودالی مجبور به انجام خدمات اجباری بودند. داستان تخیلی چاپک آفرینش فن‌آوری بدن انسان مصنوعی بدون روح را فرض می‌کند، و مضمون قدیمی طبقه ربات‌های فئودالی به طرز شیواً با تخیل طبقه جدیدی از کارگران مصنوعی مطابقت دارد.

تلفظ انگلیسی این کلمه از زمان معرفی آن نسبتاً سریع تکامل یافته است. در ایالات متحده در اواخر دهه 30 تا اوایل دهه 40، هجای دوم با یک “O” بلند مانند “قایق ردیفی” تلفظ می شد. تلفظ آن با یک «U» کوتاه مانند «row-but» در حالی که دیگران از «O» ملایم‌تر مانند «row-bought» استفاده می‌کردند.

ربات های اولیه

در سال 1928، یکی از اولین روبات های انسان نما، اریک، در نمایشگاه سالانه انجمن مهندسان مدل در لندن به نمایش گذاشته شد و در آنجا سخنرانی کرد. قاب ربات که توسط دبلیو اچ ریچاردز اختراع شد، متشکل از یک بدنه زره آلومینیومی با یازده آهنربای الکتریکی و یک موتور بود که توسط یک منبع برق دوازده ولتی تغذیه می شد.

ربات می‌توانست دست‌ها و سر خود را حرکت دهد و از طریق کنترل از راه دور یا کنترل صوتی قابل کنترل است.

هم اریک و هم «برادرش» جورج در جهان گشتند.

شرکت وستینگهاوس الکتریک Televox را در سال 1926 ساخت. این یک برش مقوایی بود که به دستگاه‌های مختلفی متصل بود و کاربران می‌توانستند آن را روشن و خاموش کنند. در سال 1939، روبات انسان نمای معروف به Elektro در نمایشگاه جهانی نیویورک در سال 1939 معرفی شد.

هفت فوت (2.1 متر) و وزن 265 پوند (120.2 کیلوگرم)، می توانست با فرمان صوتی راه برود، حدود 700 کلمه صحبت کند (با استفاده از پخش کننده 78 دور در دقیقه)، سیگار بکشد، بادکنک ها را منفجر کند و سر و بازوهای خود را حرکت دهد. بدنه شامل یک چرخ دنده فولادی، بادامک و اسکلت موتور بود که توسط یک پوسته آلومینیومی پوشانده شده بود. در سال 1928 اولین ربات ژاپنی به نام Gakutensoku توسط زیست شناس ماکوتو نیشیمورا طراحی و ساخته شد.

ربات های خودران مدرن

اولین روبات های الکترونیکی خودمختار با رفتار پیچیده توسط ویلیام گری والتر از موسسه عصبی باردن در بریستول، انگلستان در سال های 1948 و 1949 ایجاد شد. او می خواست ثابت کند که ارتباطات غنی بین تعداد کمی از سلول های مغز می تواند منجر به رفتارهای بسیار پیچیده شود. اساسا راز نحوه کار مغز در نحوه اتصال آن نهفته است. اولین روبات‌های او به نام‌های المر و السی بین سال‌های 1948 و 1949 ساخته شدند و به دلیل شکل و سرعت حرکت آهسته‌شان اغلب به عنوان لاک‌پشت توصیف می‌شدند.

اهمیت استفاده از الکترونیک صرفا آنالوگ برای شبیه‌سازی فرآیندهای مغزی تاکید کرد، در زمانی که معاصرانش مانند آلن تورینگ و جان فون نویمان همگی به دیدگاهی ازفرآیندهای ذهنی از نظر محاسبات دیجیتال روی آورده بودند. کار او الهام بخش نسل های بعدی محققان رباتیک مانند رادنی بروکس، هانس موراوک و مارک تیلدن بود. تجسم‌های مدرن لاک‌پشت‌های والتر را می‌توان در قالب رباتیک BEAM یافت.

اولین ربات دیجیتالی و قابل برنامه ریزی توسط جورج دیول در سال 1954 اختراع شد و در نهایت Unimate نام گرفت.

این در نهایت پایه‌های صنعت رباتیک مدرن را بنا نهاد. Devol اولین Unimate را در سال 1960 به جنرال موتورز فروخت و در سال 1961 در کارخانه ای در ترنتون، نیوجرسی نصب شد تا قطعات داغ فلز را از یک ماشین ریخته گری بیرون بیاورد و روی هم بگذارد. حق ثبت اختراع Devol برای اولین بازوی رباتیک قابل برنامه ریزی دیجیتالی نشان دهنده پایه و اساس صنعت رباتیک مدرن است.

اولین ربات پالت ساز در سال 1963 توسط شرکت فوجی یوسوکی کوگیو معرفی شد. در سال 1973، یک ربات با شش محور الکترومکانیکی محرکه شده توسط رباتیک KUKA در آلمان ثبت اختراع شد و بازوی دستکاری جهانی قابل برنامه ریزی توسط ویکتور شاینمن در سال 1976 اختراع شد و طرح به Unimation فروخته شد.

روبات‌های تجاری و صنعتی در حال حاضر در حال استفاده گسترده هستند و مشاغل را ارزان‌تر یا با دقت و اطمینان بیشتر نسبت به انسان‌ها انجام می‌دهند. آنها همچنین برای مشاغلی که بیش از حد کثیف، خطرناک یا کسل کننده هستند به کار می روند که برای انسان مناسب نیستند. ربات ها به طور گسترده ای در ساخت، مونتاژ و بسته بندی، حمل و نقل، اکتشاف زمین و فضا، جراحی، تسلیحات، تحقیقات آزمایشگاهی و تولید انبوه کالاهای مصرفی و صنعتی استفاده می شوند.