A robotika fogalma
Ez a lecke akkor tekinthető teljesítettnek, ha minden diát megtekintünk és a leckében eltöltjük az előírt időt, amit a kis óra ikonnal nyomon is követhetünk.

Bevezetés

Már a régi görögök és rómaiak is készítettek természetesen kezdetleges robot mechanizmusokat valamint vízzel hajtott játékokat. A közismert Leonardo Da Vinci, a reneszánsz zseni a 15. században szintén elkészítette számtalan robotszerű berendezés vázlatait és terveit. Hazánkban Kempelen Farkas készített ,,legyőzhetetlen” sakkautomatát, melynek rejtélyes működését a gép megsemmisülése után csak évekkel később sikerült megfejteni a kíváncsiskodóknak.

A robotika tehát már a kezdetektől érdekelte az emberi fantáziát, így elkészült rengeteg kezdetleges szerkezet és tervrajz, mai viszonylatban azonban ezeket a terveket már tökéletességig fejlesztették az arra szakosodott emberek.

Robotika fogalma

A robotika olyan gépezetekkel foglalkozik, amik általában egy előre beprogramozott feladatsor megoldására képesek automatikus vagy félautonóm módon úgy, hogy általában interakcióba lépnek a fizikai világgal. A robotika részét képezi az ilyen működésű robotok tervezése, építése és programozása.

A manipulátorok olyan mechanikus berendezések, melyek vagy emberi irányításúak, vagy ugyanazon beléjük táplált mozgás sorozatokat ismételve végzik el.

A robot talán legegyszerűbb megfogalmazása szerint egy (újra)-programozható manipulátor. Ez azt jelenti, hogy ugyan az a berendezés több funkcióra is képes, amennyiben megváltoztatjuk a mozgássorozat programját, illetve kicseréljük a szerszámot, amivel dolgozik.

Megállapítás és fejlődés

Az első hasznos ipari robotok kifejlesztése az 1950-es években történt, mely George Engelberger és George Devol nevéhez kapcsolódik. Engelberger megalapította az Unimation elnevezésű céget, majd az ipari robotok forgalmazásáért el is nyerte a ,,robotok atyja” címet. 1960-ban történt a szabadalmaztatás valamint az első ipari alkalmazás. Az első szabadalmaztatás a New Jerseyben működő GM fröccsöntő üzemben valósulhatott meg. Az Unimate nevű robot 1961-ben állt munkába, feladata a forrón izzó járműkilincsek hűtővizes medencébe rakodása volt az öntőformából.

A mai robotika gyakorlatilag alkalmaz minden mesterséges intelligenciával (AI), valamint azok összetevőjével foglalkozó területet. A robotok közvetlen elődjei a teleoperátorok, valamint a számjegyvezérlésű (NC) gépek.

Csoportosítások

A robotokat fejlődésük szempontjából három generációra bontjuk:

  1. Az 1960-as években készített, csak mozgatásra fejlesztett robotok.
  2. Az 1970-es években készült ipari robotok, melyek képesek érzékelőkkel vizsgálni környezetüket, majd azok alapján képesek helyzetváltoztatásra.
  3. Ide tartoznak a kutatás céljából megépített robotok, melyek a jelfeldolgozással, információ kiválasztással, és azok kombinálásával foglalkoznak. Ebben a csoportban már megjelennek az olyan algoritmusok és döntési rendszerek is, melyek önállóan mennek végbe. Ezekhez a robotokhoz már szükséges az optikai érzékelő megléte.

Robotok fajtái

A robotokat nem csak intelligenciaszint vagy felhasználás szerint lehet csoportokra bontani, hiszen fontos meghatározni azok fajtáit is. Fajtái szerint beszélhetünk:

  • Mobil-, illetve szerviz robotokról, melyek lehetnek androidok, animátorok, szórakoztató robotok, ember nélküli járművek, általános autonóm robotok, vagy focizó robotok is.
  • A statikusság is egy külön fajta, melybe beletartoznak a háztartási és ipari robotok, robotkarok valamint az orvosi robotok is.
  • Különleges robotokról is eshet szó. Ilyenek például a mikrorobotok, a hexapod, a tenger alatti robotok, vagy az űrben dolgozó robotok is.
  • A nanorobotok az utolsó fajta melyek a fizikai és kémiai határon helyezkednek el.

Érdekesség

Jelenleg a világon több, mint 10 millió robot működik, amelynek legnagyobb része az iparban foglal helyet, más része pedig a fejlődési trendek orvosi, háztartási és játszó robotok piacain találhatók meg.

 

Közmegítélés

A robotipart pozitív és negatív véleményekkel is szokták illetni. Hátránya ugyanis, hogy sokak szerint megfosztja az embereket a munkahelyeiktől, ugyanis a robotokat gyárakban alkalmazva, sokkal gyorsabban tudnak dolgozni a munkásoknál, és cserébe fizetést sem kérnek. Bár beszerzésük és folyamatos karbantartásuk lehet, hogy drága, hosszú távon ennek többszörösét meg tudják termelni. Másik hátrányuk, hogy sokkal nagyobb hiba lehet a termelés folyamán. Mivel ezek a robotok nem képesek teljes mértékben felmérni környezetüket, egy kérdéses helyzetben nem biztos, hogy jó döntést tudnak hozni. Egy ilyen hiba pedig forintban mérve is több százezres, több milliós bevételkiesést jelenthet. Pozitív hatásuk azonban az, hogy amennyiben programozásuk megfelelő, és munkájukat emberek is figyelemmel kísérik, valóban sokkal több terméket tudnak előállítani, jóval kevesebb idő alatt.

Helyváltoztatás

Az emberszerű helyváltoztatást a multiágens robot rendszerek összehangolt koordinátái teszik lehetővé.

A multiágens a csoportos ágens robotrendszer alesete. Ezekben a robotrendszerekben több összehangolt, kommunikációra és önszabályozásra képes robot működik együtt. A multiágens rendszerek egyedeitől alapkövetelmény az intelligencia bizonyos fokának megléte. Az ilyen robotok jellemzői többek között az autonómia, vagyis az önállóság, az egyénre szabott informáltság, vagyis a robot nincs birtokában a rendszer teljes információ halmazával, valamint a decentralizáltság, vagyis az információk megoszlanak a robotok között.

Megfigyelhető, hogy a rendszer célja és a robot egyedek egyedi céljának összessége nem egyenlő, ugyanakkor az egyedi tevékenységek összessége megvalósítja a rendszer célját.

A viselkedés

A viselkedésalapú robotika egyik legfőbb embere professzor Rodney Brooks az MIT szakembere, aki az erről szóló tudását az 1980-as években több tudományos cikkben is hirdette.

A viselkedés nem más, mint az ingerre adott válasz. A viselkedési formákat is különböző csoportosítások szerint lehet felosztani.

Arkin a következő felosztásokat alkalmazta: felfedező, vagy irányító viselkedés szerint beszélhetünk célorientált, elhárító, pályakövető, testtartási, szociális, érzékelési, gyalogló, eszközspecifikus vagy markoló viselkedésről.

Floreano ás Mattiussi szerint beszélhetünk versengő, vagy kooperatív módszerekről. A viselkedésalapú robotika elengedhetetlen feltétele az intelligens robot. De mi az a robot intelligencia? Az intelligens robot ismérve, hogy képes a környezetéből információt felvenni valamint használni a tudását arra, hogy célorientált, értelmes módon tevékenykedjen.

 

Összegzés

Összegzésként elmondható, hogy a robotok már a régi korok embereit is foglalkoztatták, mint például az ókori görög és római tudósokat vagy feltalálókat. Hazánkban is számos név párosulhat a robot manipulátorokhoz, mint például Kempelen Farkas. Az első hasznos ipari robotok megjelenése mindenképpen teljesítménybéli fellendülést indított el a cégek életében. A robotok csoportosítására számos mód létezik, mint például alkalmazás, generáció vagy felhasználás által is. A robot törvény meghatározására 1940-ben került sor Isaac Asimov által. Az együttműködő robot csapat összehangolt megtervezése mindenképpen nehéz feladatot jelent, mellyel a swarm robotika foglalkozik. Az emberszerű helyváltoztatás, valamint a viselkedésalapú robotika már érinti a humanoid robotok köreit.