Robotti, mikä tahansa automaattisesti toimiva kone, joka korvaa ihmisen ponnistelut, vaikka se ei välttämättä muistuta ihmistä ulkonäöltään tai suorita toimintoja inhimillisellä tavalla. Robotiikka on tekniikan ala, joka käsittelee robottien suunnittelua, rakentamista ja käyttöä.
Keinotekoisten ihmisten käsite edeltää tallennettua historiaa (ks. Automaatti), mutta nykyaikainen termi robotti johtuu tšekkiläisestä sanasta robota (”pakkotyö” tai ”serf”), jota käytettiin Karel Čapekin näytelmässä RUR (1920). Näytelmän robotit valmistettiin ihmisille, tehdasomistajat käyttivät niitä sydämettömästi, kunnes ne kapinoivat ja lopulta tuhosivat ihmiskunnan. Ovatko ne biologisia, kuten Mary Shelleyn Frankensteinin (1818) hirviö, vai mekaanisia, mutta ei määritelty, mutta mekaaninen vaihtoehto inspiroi keksijöiden sukupolvia rakentamaan sähköisiä humanoideja.
Sana robotti ilmestyi ensin Isaac Asimovin tieteiskirjallisuuteen Runaround (1942). Asimovin myöhempien robottijuttujen ohella se asetti uuden uskottavuusstandardin älykkäiden robottien kehittämisen todennäköisistä vaikeuksista ja mahdollisesti aiheutuvista teknisistä ja sosiaalisista ongelmista. Runaround sisälsi myös Asimovin kuuluisat kolme robottilakia:
-
1. Robotti ei saa vahingoittaa ihmistä tai toimettomuuden kautta antaa ihmiselle vahingoittaa.
-
2. Robotin on noudatettava ihmisten sille antamia määräyksiä, paitsi jos sellaiset määräykset ovat ristiriidassa ensimmäisen lain kanssa.
-
3. Robotin on suojeltava omaa olemassaoloaan niin kauan kuin suojaus ei ole ristiriidassa ensimmäisen tai toisen lain kanssa.
Tämä artikkeli seuraa robottien ja robotiikan kehitystä. Lisätietoja teollisista sovelluksista on artikkelin automaatiossa.
Teollisuusrobotit
Vaikka koneet eivät ole muodossaan humanoideja, teollisuudelle on kehitetty joustavasti käyttäviä koneita ja muutama ihmisen kaltainen fyysinen ominaisuus. Ensimmäinen paikallaan oleva teollisuusrobotti oli ohjelmoitava Unimate, elektronisesti ohjattu raskas nostovarsi, joka pystyi toistamaan mielivaltaiset liikejaksot. Sen keksi vuonna 1954 amerikkalainen insinööri George Devol, ja sen kehitti Unimation Inc., yritys, jonka perusti vuonna 1956 amerikkalainen insinööri Joseph Engelberger. Vuonna 1959 Unimate-prototyyppi esiteltiin General Motors Corporation -valulaitetehtaalla Trentonissa, New Jerseyssä. Vuonna 1961 Condec Corp. (ostanut edellisen vuoden Unimationin) toimitti maailman ensimmäisen tuotantolinjarobotin GM-tehtaalle; Sen tehtävänä oli (ihmisille) tyydyttämätön tehtävä poistaa ja pinota kuumia metalliosia painevalukoneesta. Ylimääräisiä aseita kehitetään ja myydään edelleen lisenssinsaajien kautta ympäri maailmaa. Autoteollisuus on edelleen suurin ostaja.
Kehittyneempiä tietokoneiden ohjaamia antureiden ohjaamia sähkövarusteita kehitettiin 1960-luvun lopulla ja 1970-luvulla Massachusetts Institute of Technology (MIT) -standardissa ja Stanfordin yliopistossa, missä niitä käytettiin kameroiden kanssa robottisissa käsien ja silmien tutkimuksessa. Stanfordin Victor Scheinman, joka työskentelee Unimation for GM: n kanssa, suunnitteli ensimmäisen tällaisen teollisuudessa käytettävän varren. Niitä kutsutaan PUMA: ksi (Programmable Universal Machine for Assembly), ja niitä on käytetty vuodesta 1978 lähtien autojen alakomponenttien, kuten kojetaulujen ja valojen, kokoamiseen. PUMA: ta jäljiteltiin laajasti, ja sen jälkeläisiä, suuria ja pieniä, käytetään edelleen kevyessä kokoonpanossa elektroniikassa ja muilla teollisuudenaloilla. 1990-luvulta lähtien pienistä sähköaseista on tullut tärkeitä molekyylibiologian laboratorioissa, jotka käsittelevät tarkasti koeputkijärjestelmiä ja pipetoivat monimutkaisia reagenssisekvenssejä.
Siirrettävät teollisuusrobotit ilmestyivät myös ensimmäisen kerran vuonna 1954. Tuona vuonna Barrett Electronics Corporationin valmistama kuljettajaton sähkökärry alkoi vetää kuormia Etelä-Carolinan ruokakaupan ympärille. Tällaiset koneet, joita kutsutaan AGV: ksi (automaattiohjatut ajoneuvot), liikkuvat yleensä seuraamalla betonilattioihin juurtuneita signaalia lähettäviä johtoja. 1980-luvulla AGV: t ostivat mikroprosessoriohjaimet, jotka sallivat monimutkaisemman käytöksen kuin yksinkertaisten elektronisten säätimien tarjoamat käytännöt. 1990-luvulla uusi navigointimenetelmä tuli suosituksi käytettäväksi varastoissa: skannauslaserilla varustetut AGV-autot säätävät sijaintinsa mittaamalla heijastuksia kiinteistä heijastimista (joista vähintään kolmen on oltava näkyvissä mistä tahansa paikasta).
Vaikka teollisuusrobotit ilmestyivät ensimmäistä kertaa Yhdysvalloissa, liiketoiminta ei menestynyt siellä. Westinghouse Electric Corporation osti Unimaation vuonna 1983, ja se suljettiin muutamaa vuotta myöhemmin. Cincinnati Milacron, Inc., toinen suuri amerikkalainen hydraulisten käsivarsien valmistaja, myi robottiosastonsa vuonna 1990 ruotsalaiselle Asea Brown Boveri Ltd. -yritykselle. Stanfordista kehrätty Adept Technology, Inc., Unimation valmistaa sähköaseita, on vain jäljellä oleva amerikkalainen yritys. Ulkomaiset Unimation-lisenssinhaltijat etenkin Japanissa ja Ruotsissa jatkavat toimintaansa, ja 1980-luvulla muut Japanin ja Euroopan yritykset alkoivat voimakkaasti tulla kentälle. Väestön ikääntyminen ja siitä aiheutuva työntekijäpula saivat japanilaiset valmistajat kokeilemaan edistynyttä automaatiota jo ennen kuin se antoi selvän tuoton ja avasi markkinat robottivalmistajille. 1980-luvun lopulla Japani - jota johtivat Fanuc Ltd: n, Matsushita Electric Industrial Company, Ltd., Mitsubishi Group ja Honda Motor Company, Ltd. - robottiosastojen johdolla, oli maailman johtava teollisuusrobottien valmistuksessa ja käytössä. Korkeat työvoimakustannukset Euroopassa rohkaisivat samalla tavalla robottikorvikkeiden käyttöönottoa. Teollisuusrobottijärjestelmät ylittivät Euroopan unionissa ensimmäistä kertaa japanilaiset asennukset vuonna 2001.
