Същност

Роботиката е клон на техниката, машиностроенето, електроинженерстовото и информатиката, в който са включени дизайна, строежа, управлението и приложението на роботи, както и компютърните системи, нужни за техния контрол, приемане на данни от сензори и обработка на информацията. Приложението на тези технологии са например в промишлеността и в заместването на хора за опасни дейности като обезвреждане на бомби, изледване на корабокрушения и мини. Класифицира се според средата/състоянието на роботите: неподвижни, наземни, подводни, въздушни, космически и полярни.

Етимология

Думата роботика произлиза от думата робот, която от своя страна е използвана за пръв път от чешкия писател Карел Чапек в пиесата му R.U.R. , която е изнесена през 1920 г. Думата робот идва от славянската дума „robota“ (работа, труд). Пиесата започва в една фабрика, която прави изкуствени хора, наречени роботи – същества, които могат да бъдат объркани с хората – много подобни на съвременната идея за андроиди. Всъщност Карел не измисля думата. Той е написал кратко писмо към етимологията на думата в Oxford English Dictionary, в която той посочва брат си Йозеф Чапек като реален създател на думата.

Според Оксфордския английски речник думата роботиката се използват за първи път от Айзък Азимов в неговата научна фантастика – разказа „Liar!“, публикуван през май 1941 г. в Astounding Science Fiction. Азимов не е знаел, че създава нов термин; тъй като науката и технологията за електрически устройства е електрониката, той предположил, че роботиката по своята същност се отнася към науката и технологиите за роботи.

История на роботиката

През 1942 г. писателят на научна фантастика на Айзък Азимов създава трите закона на роботиката.

През 1948 г. Норберт Винер формулира принципите на кибернетиката, практически на базата на роботиката.

Напълно автономни роботи се появяват едва през втората половина на 20 век. Първото цифрово управляван и програмируем робот – The Unimate, е инсталиран през 1961 г., за повдигане на горещи парчета метал от машина за леене и натрупване. Търговските и промишлените роботи са широко разпространени днес и се използват за по-евтино, по-точно и по-надеждно извършване на работа, в сравнение с човешкия труд. Те също се използват в работни места, които са твърде мръсни, опасни или мрачни, за да бъдат подходящи за хора. Роботите са широко използвани в производството, монтажа, опаковане и пакетиране, транспорт на стоки, изследване на земята и космоса, хирургия, оръжейната индустрия, лабораторни изследвания и масовото производство на потребителски и индустриални стоки.

Направления в роботиката

Има много видове роботи; те се използват в много различни среди и с много различни цели, като въпреки различията в приложението и конструирането им, те все пак имат общи особености от гледна точка начина на построяването им.

1. Всички роботи имат механична конструкция, рамка или форма, предназначени за постигане на конкретната задача. Например, един робот, предназначен да пътува през тежки мръсотия и кал, най-вероятно използва гъсенични вериги. Механичният аспект е решението на създателя как роботът да изпълни възложената задача от една страна, и това как роботът се справя с особеностите на заобикалящата го околна среда. Формата следва предназначението.

2. Роботите имат електрически компоненти, които захранват и контролират механичната част. Така например, роботът с гъсенични вериги ще се нуждае от някакъв вид енергия, за да се движат веригите на тракера. Тази енергия идва под формата на електричество, което ще трябва да пътува през проводник. Дори и машини, които черпят своята енергия от петрол, все още се нуждаят от електричество, за да започне процеса на горене, което обяснява защо повечето бензиново задвижвани машини, като коли, имат източник на електричество. Електрическият аспект на роботите се използва за движение , наблюдение и операции .

3. Всички роботи съдържат някакво ниво на програмен код. Програмният код определя как един робот да реши кога и как да направи нещо. В примера с гъсеничната верига, един робот, който трябва да премине през кален път, може да има правилна механичната конструкция и да получи необходимото количество енергия от батерията си, но няма да може да се придвижви без програма, която да определи как точно той да се движи.

Приложение

Този тип класификация става необходима, понеже все повече и повече роботи се създават за определени цели. Например, много роботи са създадени за монтажна работа, която не може да се адаптира към други приложения. Те се определят като 'монтажни роботи'. За шевно заваряване някои снабдители предоставят цялостна заваръчна система с робота, т.е. заваръчното оборудване заедно с останалата обработваща апаратура, като една интегрирана единица.

Друга приложна област за роботите, която предизвиква все по-голям интерес, е усилието да се деактивират и извеждат от експлоатация на излишни и/или ненужни съоръжения в енергийния департамент на САЩ. Много от тези съоръжения са опасни и не могат да се ползват традиционните техники за промишлено разрушаване

Контрол

Механичната структура на робота трябва да бъде контролирана за да изпълнява задачи. Контролът на робота включва три ясни фази – възприятие, преработка и действие. Сензорите дават информация за околния свят или за самия робот. След това тази информация се обработва за да се съхрани или препрати и за да се изчислят подходящите сигнали на задвижващите механизми , които движат механичните.

Образование и обучение

Инженерите, които се занимават с роботика, разработват роботи, поддържат ги, създават нови приложения за тях и провеждат изследвания, за да разширят потенциала на роботиката. Роботите са се превърнали в популярен образователен инструмент в някои средни и висши учебни заведения, особено в определени части на САЩ, както и в множество младежки летни лагери. Това само по себе си повишава интереса на ученици и студенти към програмирането, изкуствения интелект и роботиката. Учебните курсове, които са част от първата година от програмата по информатика на някои университети, днес включват програмирането на робот като допълнение към традиционните софтуерни курсове.