Uma breve história da robótica

Automação, robótica, linhas de produção totalmente autônomas, veículos robóticos, tecnologias computacionais cada vez mais poderosas. Máquinas-ferramentas, sistemas de controle, sistemas de reconhecimento estão sendo constantemente aprimorados, o desempenho das unidades de computação está aumentando.

As máquinas feitas pelo homem estão se tornando cada vez mais complexas e difundidas em quase todos os ramos da atividade humana, da manufatura à medicina, do gerenciamento de tráfego à indústria do entretenimento.

Este artigo é sobre a história da robótica, disciplina que ajuda as pessoas a resolverem seus problemas, facilitando o trabalho e aumentando a produtividade.

Hoje em dia, a robótica é uma das tecnologias mais progressivas, que atingiu patamares sem precedentes em seu desenvolvimento graças à atividade intelectual de gerações inteiras de inventores, designers, engenheiros e técnicos.

Produção de um motor de 3 cilindros na fábrica da Opel

Imitações humanas e animais

Olhando para o passado (e, finalmente, para o presente), não se pode evitar a impressão de que as pessoas queriam desesperadamente criar uma criatura artificial que executasse automaticamente ações chatas, difíceis, perigosas ou indesejáveis ​​para ela.

O desenvolvimento da mecanização, automação e robótica está ocorrendo gradualmente. Com o desenvolvimento da tecnologia, surgiram as primeiras imitações de humanos ou formas mecânicas de animais. Exemplos de imitações mecânicas de animais são dados na literatura antes do início de nossa era.

O gênio renascentista Leonardo da Vinci (1495) está associado à criação do cavaleiro mecânico. Imitações mecânicas de humanos (andróides) feitas pelos mestres suíços Jaquet-Droz (século XVIII) também são conhecidas. Seu escriba automático (calígrafo) era capaz de escrever algumas frases com uma caneta e imitava muito bem um ser humano.

Robô mecânico "Calígrafo" do relojoeiro Pierre Jacquet-Droz (1772)

Após a era da mecânica, a engenharia elétrica e depois a informática contribuíram para o desenvolvimento dos robôs. 1920 foi um marco na robótica.

Os robôs de Čapek como seres com inteligência artificial

Em 1920, Karel Čapek escreveu uma peça "RUR" com o subtítulo "Rossum's Universal Robots". A estreia da peça ocorreu no início de 1921 e pela primeira vez nela foi utilizada a palavra "robô", que se tornou conhecida em todas as línguas do mundo. O livro RUR foi traduzido para mais de trinta idiomas , incluindo o Esperanto.

No ano passado, a palavra "robô" completou 100 anos, e este ano faz 100 anos desde que a primeira peça de Karel Čapek, "RUR", foi encenada.

Capa do livro da peça de ficção científica "RUR" escrita por Karel Čapek em 1920.

A palavra robô é talvez a única palavra tcheca usada em todo o mundo em sua forma não corrompida.Ganhou tanta popularidade que Karel Čapek mais tarde achou por bem afirmar que o verdadeiro "inventor" da palavra "robô" foi seu irmão Josef.

Karel originalmente queria usar a palavra "trabalho" do inglês "trabalho" para os personagens do jogo RUR. Portanto, hoje temos a palavra robô usada em toda ficção científica relacionada à palavra tipicamente eslava robô.

Os robôs de Čapek não são substitutos mecânicos dos humanos, são seres artificiais criados a partir de matéria orgânica sintética e que possuem inteligência humana. Na verdade, eles são os mesmos andróides, ciborgues e replicantes modernos.

PROJETO WABOT-HOUSE (2002)

Definição de robô e robótica

Como é usual em ciência e tecnologia, é necessário definir o significado da palavra robô. Originalmente, um robô era entendido como uma máquina simples, veja por exemplo a Enciclopédia Britânica de 1947 que fornece um estabilizador giroscópico para o curso de um avião ou um navio como um exemplo de um robô.

Em 1941, o escritor Isaac Asimov usou pela primeira vez a palavra robótica e formulou três leis básicas da robótica que representam os requisitos básicos para o desenvolvimento e uso de robôs.

As Leis da Robótica de Isaac Asimov

Um robô é mais frequentemente entendido como um sistema integrado controlado por computador capaz de interagir de forma autônoma e proposital com um ambiente real de acordo com as instruções humanas.

Esta definição é complementada por outras condições que determinam a definição de um robô, por exemplo, a capacidade de perceber e reconhecer o ambiente, comunicar-se com humanos em linguagem artificial ou natural, etc.

A robótica como disciplina científica e técnica é a ciência dos robôs, seu projeto, fabricação e aplicação.A robótica está intimamente relacionada com a eletrônica, mecânica e software.

Termos e definições: Robôs e dispositivos robóticos

Parece que o objetivo final da robótica é, de fato, construir uma máquina que quase substituirá os humanos, incluindo sua inteligência.

Em 1997, um computador derrotou o atual campeão mundial de xadrez. No mesmo ano, a competição internacional RoboCup foi criada com o seguinte objetivo (sonho) no preâmbulo: "Em meados do século 21, onze humanoides totalmente autônomos derrotarão o atual campeão de futebol de acordo com as regras oficiais da FIFA." O objetivo parece bobo, mas, como no caso de conquistar a lua, o caminho para esse objetivo pode ter uma série de resultados "secundários", mas significativos.

RoboCup (2017)

O robô humanóide ASIMO é usado principalmente para fins publicitários e para promover a robótica

Um robô humanóide (andróide) é um robô com forma humana. Como muitos robôs na ficção científica parecem humanos, um robô humanóide pode ser o robô padrão para a maioria das pessoas.

Por outro lado, não se pode argumentar que todos os robôs que devem realizar algumas tarefas no mundo real devem necessariamente ser robôs humanóides, por exemplo, aviões também não se parecem com pássaros. As funções necessárias para o robô devem determinar sua aparência ideal.

robôs industriais

Um desses resultados, sem os quais, em particular, já é impossível imaginar a produção de carros, são os robôs industriais, cuja definição já foi dada, ISO 8373: 2012, em tradução geral: "robô industrial: controle automático , reprogramado, um manipulador reconfigurável programável em três ou mais graus de movimento que pode ser instalado permanentemente ou movido para aplicações de automação industrial. «

Os primeiros robôs industriais, Unimate e Versatran, foram construídos e colocados em serviço nos EUA entre 1960 e 1962. Eram máquinas relativamente pesadas com um pequeno número de eixos controlados com acionamentos hidráulicos e eletro-hidráulicos. Sua programação e controle eram baseados em tecnologia analógica.

NServth real na história interface de usuário robô industrial Unimate

O primeiro robô industrial usando um microprocessador para controle apareceu em 1974. Na Europa, foi o bem-sucedido robô Asea IRB 6.

O robô possuía um manipulador em forma de braço antropomórfico, cinco eixos controláveis ​​com acionamento elétrico e capacidade de carga de 6 kg. Apesar do conceito de controle relativamente simples, ele também pode ser usado para soldagem a arco e tratamento de superfície. Este robô foi produzido de 1975 a 1992, com um total de quase 2.000 produzidos.

Robôs industriais ASEA (da esquerda para a direita: IRB 6, IRB 2000, ABB IRB 3000, gabinete de controle ABB S3)

Robô ASEA IRB 6 em um selo postal sueco de 1984.

Nos anos seguintes, a mecânica dos robôs industriais melhorou e a gama de produtos se expandiu, especialmente a capacidade de carga - desde robôs para trabalhar com peças pequenas até robôs com capacidade de carga de cerca de 1000 kg.

Os robôs industriais também começaram a ser equipados com visão computacional e outros sensores inteligentes. No entanto, ocorreu uma grande mudança na forma como é controlado e programado, permitindo o uso de técnicas de CAD 3D e a programação de robôs interativos.

A última tendência são os robôs industriais colaborativos (cobots) que fornecem contato humano-robô e respeitam a primeira lei da robótica "um robô não deve prejudicar um ser humano".Também ocorreu uma mudança na forma de controle e programação, que permite o uso de métodos CAD 3D e a programação de robôs interativos.

De acordo com estatísticas da Federação Internacional de Robótica, 76.000 novos robôs industriais foram colocados em serviço somente em 2018.

Moderno robô colaborativo Cobot UR5. Graças aos seus sensores, os robôs colaborativos (cobots) podem interagir direta e seguramente com os humanos.

Mais sobre robôs industriais modernos:

Classificação de robôs industriais

Garantindo a segurança ao usar robôs industriais

Robôs industriais e os benefícios de sua implementação na produção, a importância da robótica

Robôs e inteligência artificial

Mas voltando ao nosso objetivo de substituir humanos por máquinas. Na década de 1960, foram implantados os primeiros laboratórios de inteligência artificial em universidades americanas e, em 1968, no Stanford Research Institute, foi criado o primeiro robô móvel inteligente sobre rodas, o Shakey, equipado com visão computacional, capaz de reconhecer o ambiente. ambiente e mover-se intencionalmente nele.

Shakey Robô (1968)

Em 1973, o primeiro humanóide moderno Wabot-1 foi lançado no Japão na Universidade de Waseda. Na Expo 85, Vabot tocou um órgão eletrônico e, em 22 de agosto de 2003, o robô humanóide japonês Asimo (ASIMO) colocou flores em Praga no busto de Karel Čapek.

O robô Asimo v 2000 polegadas Waco Fundamental Research Center foi criado no Japão pela Honda Corporation e por muito tempo foi o robô humanoide mais famoso do mundo.

Robô WABOT-1 (1973)

Robô WABOT-2 (1984)

O robô de Asimo trouxe crisântemos para o busto do criador da palavra "robô", escritor tcheco Karel Čapek (2003)

Atualmente, existe um grande número de robôs de serviço, como aspiradores de pó robóticos, cortadores de grama, máquinas de ordenha robóticas e muitos outros dispositivos baseados nas conquistas da robótica.

Da robótica surgiu o campo interdisciplinar da engenharia - a mecatrônica, pois muitas soluções inovadoras foram inventadas e implementadas pela primeira vez na criação de robôs e depois começaram a ser usadas em outras máquinas e mecanismos.

A palavra "mecatrônica" foi usada pela primeira vez por Tekuro Mori, um engenheiro da empresa japonesa Yaskawa, em 1969. Mecatrônica é a busca pela integração completa de mecânica, máquinas elétricas, eletrônica, microprocessadores e software.

Para mais informações sobre mecatrônica, veja aqui:O que é mecatrônica, elementos mecatrônicos, módulos, máquinas e sistemas