Robot
Un robot és un dispositiu generalment mecànic, que desenvolupa tasques automàticament, ja sigui d'acord a supervisió humana directa, a través d'un programa informàtic predefinit o seguint un conjunt de regles generals, utilitzant tècniques d'intel·ligència artificial. Generalment aquestes tasques substitueixen, imiten o estenen el treball humà, com l'assemblatge en línies de manufactura, la manipulació d'objectes pesants o perillosos, el treball a l'espai, etc.
Un robot també es pot definir com una entitat feta per l'home amb un cos i una connexió de retroalimentació intel·ligent entre el sentit i l'acció – no sota l'acció directa del control humà -. Usualment, la intel·ligència és una computadora o un microcontrolador executant un programa. Tanmateix, s'ha avançat molt en el camp dels robots amb intel·ligència alàmbrica. Les accions d'aquest tipus de robots són generalment portades a terme per motors o actuadors que mouen extremitats o impulsen al robot.
Taula de continguts |
[modifica] Etimologia
La paraula "robot" ve del vocable txec robota, "servitud", "treball forçat" o "esclavitud", especialment els anomenats "treballadors llogats" que van viure en l'Imperi Austrohongarès fins a 1848.
El terme va ser utilitzat per primer cop amb el sentit actual per Karel Čapek a la seva obra teatral Robots Universals de Rossum escrita en col·laboració amb el seu germà Josef el 1920 i interpretada per primer cop el 1921. a l'obra denominava d'aquesta manera a uns androides.[1] Encara que els robots de Čapek eren humans artificials orgànics, avui dia el mot robot és gairebé sempre utilitzat per referir-se a humans mecànics. El terme androide pot referir-se a qualsevol d'aquests humans artificials, mentre que un cyborg (organisme cibernètic o home biònic) pot ser una màquina que combini parts orgàniques amb d'altres de mecàniques
[modifica] Història
A Albert el Gran se li atribueix la construcció d'un home de ferro[2] durant el segle XIII, una mena d'androide fet de fusta, metall, cera i cuir.[3] Un dels primers autòmats documentats és el gall del rellotge astronòmic de la catedral d'Estrasburg, instal·lat el 1352, que a migdia movia les ales, obria el bec i cantava. El segles següents els autòmats van esdevenir un complement popular dels rellotges de moltes esglésies arreu d'Europa.[4] Sembla ser que el 1495[5] Leonardo da Vinci va dissenyar un autòmat d'aparença humana.[6]
Entre el 1738 i el 1739, Jacques de Vaucanson va exhibir diversos autòmats de mida natural: un flautista que tocava la flauta i el tambor, un timbaler i un ànec.[7] L'ànec mecànic podia podia batre les seves ales, moure el coll, beure aigua, empassar gra de la mà de l'expositor, donar la sensació de pair el gra i defeca una substància emmagatzemada en un compartiment ocult.[8] Possiblement els autòmats més populars i coneguts del segle XVIII van ser els fabricats per la família suïssa Jaquet-Droz entre 1768 i 1774. Pierre Jaquet-Droz, el seu fill Henri-Louis i Jean-Frédéric Leschot van crear tres obres mestres, La Pianista, El Dibuixant i L'Escriptor que van causar sorpresa i admiració a l'època i que avui dia encara funcionen al Museu d'Art i Història de Neuchâtel.[9]
Durant la Revolució Industrial es va avançar en l'automatització d'algunes màquines utilitzades a les fàbriques tèxtils, el 1779 Samuel Crompton va crear la mule-jenny, una filadora mecànica de 120 fusos, el 1785 la versió millorada del teler mecànic d'Edmund Cartwright (que havia estat presentat l'anya anterior) i el 1801 el teler de Jacquard inventat per Joseph Marie Jacquard. Aquest teler utilitzava targetes perforades per determinar els patrons a seguir pel teler durant el teixit de la roba, el que permetia que fins i tot els usuaris més inexperts poguessin elaborar complexos dissenys.
El 1898 Nikola Tesla va fer una demostració pública al Madison Square Garden d'un model de submarí controlat remotament.[10] durant la dècada del 1920 els enginyers van avançar en l'automatització de les màquines amb l'objectiu de construir ginys capaços de funcionar eficientment durant llargs períodes de temps i amb la capacitat d'autocorregir algunes irregularitats con la velocitat, força, posició, etc.[10]
El 1926, l'enginyer Roy James Wensley que treballava per la companyia Westinghouse Electric Corporation va crear el Televox,[11] el primer robot capaç de fer un treball útil. Al Televox li van seguir una sèrie d'altres robots senzills, com el Rastus, fet a imatge d'un home negre. A la dècada del 1930 la Westinghouse va crear un robot humanoide anomenat Elektro que va exhibir a la Fira Internacional de Nova York[12] i a la del 1940 a San Francisco.[13]
[modifica] Robòtica moderna
El primer robot autònom electrònic va ser creat el 1948 al Burden Neurological Institute at Bristol d'Anglaterra per William Grey Walter,[14] que havia estudiat les xarxes neuronals del cervell i va construir la primera xarxa neuronal artificial (de dues neurones) amb dues vàlvules de buit i dos sensors, un fotoresistor sensible a la llum i un bump switch (interruptor de pressió) per detectar el contacte amb d'altres objectes. El robot es podia moure en funció dels estímuls rebuts dels sensors gràcies al seu motor alimentat a bateries i les seves tres rodes.[14] Es tracta del primer robot que no era dirigit per un operador, com l'Elektro, ni seguia un programa predeterminat sinó en funció dels estímuls rebuts a través dels seus sensors.[15] El primer robot modern, digital i programable, va ser inventat per George Devol el 1954 , va ser anomenatl Unimate i es tractava d'un robot industrial. La primera unitat de l'Unimate va ser venut a la General Motors el 1960 i va ser instal·lat l'any següent en una planta a Trenton (Nova Jersey per aixecar peces calentes de metall d'una màquina de colada a pressió i apilar-les.[16]
El 1961 Heinrich A. Ernst va desenvolupar al MIT el MH-1 (Mechanical Hand 1, mà mecànica 1) una mena de mà mecànica motoritzada i amb sensors tàctils operada per un ordinador que està programat per tal de realitzar algunes funcions que correspondrien a una persona humana tenint en consideració els senyals aportats pels sensors.[17]
Avui dia els robots comercials i industrials s'utilitzen de manera generalitzada per a realitzar feines de manera més barata o amb major precisió i fiabilitat que les fetes pels éssers humans. També s'empren per a les feines que són massa brutes, perilloses o repetitives per a ser convenients per als humans. Els robots s'usen àmpliament en la fabricació, el muntatge, l'embalatge, el transport, l'exploració espacial i terrestre, la cirurgia, l'armament, la recerca dels laboratoris o la producció massiva de béns de consum i industrials.[18] A Catalunya els primers robots industrials es van instal·lar el 1974 a la planta de la Zona Franca de la SEAT.[19]
[modifica] Taula cronològica
| Data | Contribució | Nom del robot | Inventor |
|---|---|---|---|
| segles IIaC-II | A les obres Pneumatica i Automata d'Heró apareixen les descripcions de més de cent màquines i autòmats, entre elles: un camió de bombers, un òrgan de vent, una màquina que funciona amb monedes i una màquina de vapor (aeliopile). | Ctesibi, Filó, Heró i altres. | |
| 1206 | Primers autòmats humanoides programables, que consistia en una barca amb quatre músics robotitzats. | Banda de robots[20] | Al-Jazari |
| c. 1495 | Dissenys d'un robot humanoide | Cavaller mecànic | Leonardo |
| 1738 | Ànec mecànic que era capaç de menjar, batre les seves ales, i excretar | Ànec menjant | Vaucanson |
| 1800s | Joguines japonesos mecàniques que servien el te, llençaven fletxes, i pintaven | Joguines Karakuri | Tanaka |
| 1921 | Els primer autòmats de ficció, anomenats "robots", apareixen a l'obra R.U.R. (Rossum's Universal Robots) | RUR | Čapek |
| 1928 | Robot humanoide, basat en una armadura amb actuadors elèctrics, exposat a l'exposició anual de la Societat de Models d'Enginyeria a Londres | Eric | W.H. Richards |
| 1930s | Robot humanoide exhibit a l'Exposició Universal de 1939 i 1940 | Elektro | Westinghouse |
| 1948 | Robots simples que mostren un comportament biològic[21] | Elsie i Elmer | W.G. Walter |
| 1956 | Primer robot comercial,, de la Unimation company fundada per George Devol i Joseph Engelberger, basat en patents de Devol.[22] | Unimate | Devol |
| 1961 | Primera instal·lació de robots industrials | Unimate | Devol |
| 1963 | Primer robot paletitzat de Fuji Yusoki Kogyo[23] | Palletizer | Kogyo |
| 1973 | Primer robot amb sis eixos impulsats electromecànicament[24] | Famulus | KUKA Robot Group |
| 1975 | Braç universal programable i manipulable, un producte d'Unimation | PUMA | Scheinman |
[modifica] Tipus de robot
[modifica] Robots mòbils
Els robots mòbils no es troben fixats a un punt físic i tenen la capacitat de moure's. Un exemple comú avui en dia d'aquest tipus de robot són els vehicles guiats automàticament, que són un tipus de robots mòbils que segueix marques o cables posats a terra o utilitzen altres sistemes com el làser per a seguir un camí determinat.
Els robots mòbils són presents a la indústria, en aplicacions militars i a d'altres relacionades amb la seguretat. També apareixen com a productes de consum, per a l'entreteniment o per realitzar certes tasques com la neteja (robots aspiradora). Els robots mòbils són l'objecte d'una gran quantitat d'investigacions en curs i gairebé totes les universitats importants compten amb laboratoris dedicats a la recerca en el camps dels robots mòbils.
Els robots moderns acostumen a ser utilitzats en ambients ben controlats, com per exemple a les cadenes de muntatge per tal d'evitar els problemes de resposta davant de la presència d'interferències inesperades. Per això els robots són poc coneguts per a la majoria dels éssers humans. Tanmateix els robot domèstics com els de de neteja són cada cop més habituals a les cases dels països desenvolupats.
[modifica] Robots industrials
El robot més rellevant en els nostres temps és l'anomenat robot industrial. És una màquina proveïda de mecanismes i dispositius que la capaciten per realitzar automàticament determinades operacions industrials que intervenen en el procés de fabricació. Segons l'organització francesa de normalització un robot industrial és un manipulador automàtic, amb servosistemes de posició, reprogramable, polivalent, capaç de posicionar i orientar materials, peces, aines o dispositius especials al llarg de moviments variables i programables per a l'execució de tasques variades”[25]
Neix de la unió d'un braç (estructura mecànica articulada) i un sistema electrònic de control que s'integra a l'ordinador; la qual cosa permet el control dels moviments que ha d'efectuar el robot.
Segons el grau de complexitat de les operacions que realitzen i de la seva potencialitat, es classifiquen en:
- Robots industrials manipuladors.
- Robots d'aprenentatge.
- Robots de control numèric.
- Robots intel·ligents (que funcionen d'acord amb el concepte d'intel·ligència artificial).
[modifica] Classificació dels robots segons el seu ús
Els robots es poden classificar de moltes maneres, per exemple, segons l'ús al qual són destinats podem diferenciar entre robots de propòsit general i robots dedicats a tasques específiques.
Els robots poden ser dissenyats per a realitzar una determinada tasca o per a la realització de diverses funcions. Tots poden ser reprogramats per a comportar-se de manera diferent, però alguns estan limitats per la seva forma física. Per exemple, un braç robotitzat d'una fàbrica pot dur a terme treballs com el tall o la soldadura, mentre que un robot de tipus pick-and-place (agafar i posar) només es pot dedicar a tasques com la de posar els components dels circuits impresos o omplit un palet amb peces.
[modifica] Robots de propòsit general
Els robots de propòsit general poden realitzar una gran varietat de funcions de manera autònoma, es poden moure dins dels espais coneguts, gestionar les seves pròpies necessitats de recàrrega, interactuar amb portes i ascensors electrònics i dur a terme altres tasques bàsiques. Igual que els ordinadors, els robots de propòsit general poden enllaçar-se amb xarxes, programari i d'altres accessoris que augmenten la seva utilitat. Poden reconèixer persones o objectes, parlar, proporcionar companyia, controlar la qualitat del medi ambient, respondre a les alarmes, recollir subministraments o realitzar d'altres tasques útils. Poden realitzar diferents funcions al mateix temps o poden assumir diferents rols en diferents moments del dia. Alguns d'aquests robots intenten imitar els éssers humans i fins i tot poden tenir una aparença humana, aquest tipus de robot reben el nom d'humanoides.
[modifica] Aplicacions de robots a les fàbriques
[modifica] Indústria automobilística
Durant les darreres dues dècades del segle XX i la primera del XXI les fàbriques d'automòbils han adoptat de manera generalitzada la utilització dels robots. Una fàbrica típica conté centenars de robots industrials que treballen en cadenes de producció totalment automatitzades, amb un robot per cada deu treballadors humans. En una cadena de producció automatitzada, un xassís d'un vehicle posat a una cinta transportadora és soldat, enganxat, pintat i finalment assemblat passant per una sèrie seqüencial de robots.
[modifica] Embalatge
En el camp de l'embalatge els robots industrials s'utilitzen àmpliament en les tasques de paletització i envasat dels productes manufacturats, per exemple, per agafar envasos de begudes al final d'una cinta transportadora i posar-los dins de caixes, o per a les operacions de càrrega i descàrrega en centres mecanitzats.
[modifica] Indústria electrònica
La producció en massa dels circuits impresos electrònics són gairebé fabricats en exclusiva per robots de tipus pick-and-place (agafar i posar), generalment amb manipuladors de tipus SCARA (Selective Compliant Assembly Robot Arm), que prenen els petits components electrònics de tires o safates, i els situen a la seva posició sobre el circuit imprès amb gran precisió.[26] Aquests robots poden posar centenars de milers de components per hora, lluny del que podria fer una persona en quan a velocitat, precisió i fiabilitat.
[modifica] Vehicles guiats automàticament
Els vehicles guiats automàticament són un tipus de robots mòbils que segueix marques o cables posats a terra o utilitzen altres sistemes com el làser per a seguir un camí determinat[27] s'utilitzen per al transport de mercaderies a grans instal·lacions, com per exemple als magatzems, ports de contenidors o en els hospitals.[28]
[modifica] Feines brutes, perilloses o en llocs d'accés difícil
Hi ha moltes feines que els éssers humans prefereixen deixar als robots per diverses raons, per ser repetitiu i avorrit com la neteja de la casa, o perillós com l'exploració a dins d'un volcà.[29] Altres feines són físicament inaccessibles com per exemple l'exploració d'un altre planeta,[30] la neteja de l'interior d'una canonada llarga, o la realització d'una operació de cirurgia per laparoscòpia.[31]
[modifica] Humans biònics
Des del segle XIX els éssers humans han fantasejat amb la idea del remplaçament d'algunes part del cos humà per substituts mecànics que funcionarien com a robots. Un exemple és la sèrie de televisió La dona biònica, emesa en català a Tv3, a la qual una dona que havia patit un accident, va sotmetre a diverses operacions quirúrgiques per a remplaçar-li cames, braços i alguna funció biològica per mecanismes dirigits directament pel cervell.
Al segle XXI, a Japó s'ha creat una cama robòtica que pot substituir una cama biològica en un cos humà, amb sensors que poden llegir els senyals emesos pel cervell. Quan els sensors detecten que el cervell envia l'ordre de moviment a la cama, els petits motors instal·lats a l'extremitat artificial mouen de forma automàtica els mecanismes del genoll i el turmell. Aquesta "cama", que de moment el 2010 té més aviat l'aspecte d'armadura, es podria instal·lar com a un pantaló o armadura a les cames de gent gran amb poca mobilitat, podria substituir un bastó o unes crosses o fer moure les cames d'un disminuit físic. La cama estaria al comerç cap el 2014 i també hi haurà braços amb el mateix funcionament.[32] D'altra banda, a Austràlia, el 2010, es va presentar un prototip d'ull biònic, que disposa d'una minicàmera, col·locada sobre una lent, que captura imatges i les envia a un processador que pot guardar-se a la butxaca. Aquest ull s'implanta parcialment al globus ocular.[33] El dispositiu transmet un senyal a la unitat dins la retina que estimula les neurones vives al seu interior, que al seu torn envien les imatges al cervell.[34]
[modifica] Qüestions ètiques
Hi ha la preocupació que els robots puguin desplaçar o competir amb els humans. Les lleis o regles que poguessin o haurien de ser aplicades als robots o altres "ens autònoms" en cooperació o competència amb humans si algun dia s'aconsegueix assolir la tecnologia suficient com per fer-los intel ligents i conscients de si mateixos, han estimulat les investigacions macroeconòmiques d' aquest tipus de competència, notablement construït per Alessandro Acquisti basant-se en un treball anterior de John von Neumann.
Actualment, no és possible aplicar les Tres lleis de la robòtica, ja que els robots no tenen capacitat per comprendre el seu significat, avaluar les situacions de risc tant per als humans com per a ells mateixos o resoldre els conflictes que es podrien donar entre aquestes lleis.
Entendre i aplicar tot això requeriria veritable intel·ligència i consciència del medi circumdant, així com de si mateix, per part del robot, una cosa que malgrat els grans avenços tecnològics de l'era moderna no s'ha arribat
[modifica] L'impacte dels robots en el pla laboral
Moltes grans empreses com Intel, Sony, General Motors, Dell, han implementat en les seves línies de producció unitats robòtiques per realitzar tasques que en general haguessin ocupat treballadors humans en èpoques anteriors.
Això ha causat una agilització en els processos realitzats, així com un major estalvi de recursos, en disposar de màquines que poden efectuar les funcions de certa quantitat d'empleats a un cost relativament menor i amb un grau major d'eficiència, millorant notablement el rendiment general i els guanys de l'empresa, així com la qualitat dels productes oferts.
Però, d'altra banda, ha suscitat i mantingut inquietuds entre diversos grups pel seu impacte en la taxa d'ocupacions disponibles, així com la seva repercussió directa en les persones desplaçades. Aquesta controvèrsia ha abastat l'aspecte de la seguretat, i crida l'atenció de casos com l'ocorregut a Jackson, Michigan, el 21 de juliol de 1984 on un robot va aixafar a un treballador contra una barra de protecció en la qual aparentment va ser la primera mort relacionada amb un robot als EUA.
A causa de això s'ha cridat l'atenció sobre l'ètica en el disseny i construcció dels robots, així com la necessitat de contar amb plantejaments clars de seguretat que garanteixin una correcta interacció entre humans i màquines.
[modifica] Els robots a la cultura popular
Els robots són personatges freqüents en la ciència-ficció, tant al cinema com a la literatura. De fet el terme va néixer a una obra de Karel Čapek el 1920 si bé en la literatura romàntica ja es troben precedents, com Frankenstein o monstres antics i artilugis mecànics que es poden considerar robots sense els mecanismes elèctrics actuals. Al cinema, Metropolis és una aposta pionera per les qüestions d'identitat que suscita el robot Maria, hereu de la protagonista.
Probablement l'autor que més atencó hagi prestat als robots sigui Isaac Asimov, que fins i tot va formular les lleis de la robòtica o manaments de conducta a partir de les seves publicacions als anys 40. Una altra fita destacada és la novel·la Somien els androides amb ovelles elèctriques?, adaptada a la gran pantalla.
Els robots adopten diferents rols, des d'ajudants dels humans fins a màquines perverses que volen assumir el control de la humanitat o bé exterminar-la (com a la saga Terminator). Poden aparèixer al mateix nivell que altres éssers vivents, amb qualitats i defectes, desdibuixants els límits de la identitat, com a les obres de Iain M. Banks.
[modifica] Referències
- ↑ Robot, Gran Enciclopèdia Catalana
- ↑ «Facts about Saint Albertus Magnus: automata development, as discussed in automaton: Automatons in the ancient world» (en anglès). Encyclopædia Britannica. [Consulta: 18 de febrer del 2011].
- ↑ Paijmans, Theo. Free Energy Pioneer: John Worrell Keely (en anglès). Adventures Unlimited Press, 2004, 472. ISBN 1-931882-33-9., pàg, 295-296
- ↑ Rebecca Stefoff, Robots, 2007, pàg. 23
- ↑ Ladislao Reti Ed., Il Codice Madrid, 1974
- ↑ Els robots de Leonardo da Vinci "Ed. Leonardo3 2007. 420 pàg. ISBN 978-88-6048-008-8
- ↑ «Vaucanson's Mechanical Duck» (en anglès). Swarthmore College. [Consulta: 25/01/2010].
- ↑ Wood, Gabby. "Living Dolls: A Magical History Of The Quest For Mechanical Life", The Guardian, 16-2-2002.
- ↑ Automata, Museu d'Art i Història de Neuchâtel
- ↑ 10,0 10,1 Nocks, Lisa. The robot: the life story of a technology. Greenwood Publishing Group, 2007. ISBN 0-313-33168-5., pàgina 3
- ↑ Popular Science (en anglès). Nova York: Popular Science Publishing Company, Octubre del 1928 [Consulta: 30 de gener del 2011]., pàgina 70
- ↑ Vídeo a Youtube de la presentació d'Elektro a la fira de Nova York del 1939
- ↑ Scott Schaut. Robots of Westinghouse: 1924-Today. Mansfield Memorial Museum, 2006. ISBN 0978584414.
- ↑ 14,0 14,1 Iovine, John. PIC robotics: a beginner's guide to robotics projects using the PICmicro. McGraw-Hill Professional, 2004. ISBN 0-07-137324-1., pàg. 87-88
- ↑ Stefoff, Rebecca. Robots. Marshall Cavendish, 2007. ISBN 978-0-7614-2601-1., pàg. 42-43
- ↑ «Robot Hall of Fame - Unimate». Carnegie Mellon University. [Consulta: 28 de gener del 2010].
- ↑ MH-1, a computer-operated mechanical hand, Heinrich A. Ernst, 1962, doi: 10.1145/1460833.1460839
- ↑ «Universal robots: The history and workingd of robotics»., per Pearl Tesler
- ↑ Riba i Romeva, Carles. Els robots industrials. Edicions UPC, 1992., pàgina 22
- ↑ Fowler, Charles B.. «The Museum of Music: A History of Mechanical Instruments». Music Educators Journal, vol. 54, 2 (Octubre de 1967), pàg. 45–49. DOI:10.2307/3391092.
- ↑ «Imitation of Life: A History of the First Robots». [Consulta: 25-09-2008].
- ↑ Waurzyniak, Patrick. «Masters of Manufacturing: Joseph F. Engelberger». Society of Manufacturing Engineers, vol. 137, 1 (juliol de 2006) [Consulta: 25-09-2008].
- ↑ «Company History». Fuji Yusoki Kogyo Co.. [Consulta: 12-09-2008].
- ↑ «KUKA Industrial Robot FAMULUS». [Consulta: 10-01-2008].
- ↑ Riba i Romeva, Carles. Els robots industrials I. Característiques (en català). Edicions UPC, 1992., pàgina 10
- ↑ «Contact Systems Pick and Place robots». Contact Systems. [Consulta: 27 de març del 2011].
- ↑ «[http://www.d.umn.edu/~rrosandi/Papers/CICMHE_2002.pdf DEVELOPING AN AUTOMATIC GUIDED VEHICLE FOR SMALL TO MEDIUM SIZED ENTERPRISES]». Universitat de Minnesota. [Consulta: 27 de març del 2011].
- ↑ «The Basics of Automated Guided Vehicles». Savant Automation, AGV Systems. [Consulta: 27 de març del 2011].
- ↑ «Dante II, list of published papers». The Robotics Institute of Carnegie Mellon University. [Consulta: 27 de març del 2011].
- ↑ «Mars Pathfinder Mission: Rover Sojourner». NASA, 1997-07-08. [Consulta: 27 de març del 2011].
- ↑ «Robot assisted surgery: da Vinci Surgical System». Brown University Division of Biology and Medicine. [Consulta: 27 de març del 2011].
- ↑ Creada una cama robòtica artificial capaç d'obeir els senyals del cervell El Periódico, Tòquio, 9 de març de 2010
- ↑ Un ‘ull biònic’ preveu tornar la visió a milers de persones El Periódico, 31 de març de 2010.
- ↑ Científics australians presenten un revolucionari 'ull biònic' per a cecs El Periódico, 30 de març de 2010.
[modifica] Vegeu també
[modifica] Enllaços externs
