Přeskočit na obsah

Robot

Z Infopedia
Rozbalit box

Obsah boxu

Šablona:Infobox Robot

Robot je stroj, typicky programovatelný počítačem, schopný automaticky vykonávat komplexní sérii úkolů. Roboti mohou být řízeni externím ovládacím zařízením nebo může být řízení integrováno přímo v robotu. Roboti mohou být navrženi tak, aby napodobovali lidský vzhled (tzv. humanoidi), ale většina robotů jsou stroje navržené k plnění úkolů bez ohledu na jejich estetiku.

Slovo "robot" pochází ze hry R.U.R. (Rossum's Universal Robots) českého spisovatele Karla Čapka, která měla premiéru v roce 1920. Slovo navrhl jeho bratr Josef Čapek. Původně bylo odvozeno od slova "robota", znamenajícího nucenou práci nebo nevolnictví.

Co je to robot?

Definovat robota není zcela jednoduché, protože hranice mezi jednoduchým strojem a robotem může být neostrá. Obecně se za robota považuje stroj, který splňuje některé z následujících charakteristik:

  • Automatizace: Schopnost vykonávat úkoly bez přímého lidského zásahu.
  • Programovatelnost: Možnost měnit jeho chování pomocí programování.
  • Senzory: Vnímání okolního prostředí pomocí senzorů (např. kamery, mikrofony, dotykové senzory).
  • Pohyb a manipulace: Schopnost pohybovat se v prostoru nebo manipulovat s objekty pomocí aktuátorů a efektorů (např. ramena, chapadla).
  • Rozhodování: V určité míře schopnost činit rozhodnutí na základě senzorických dat a naprogramovaných algoritmů (součást umělé inteligence).

Mezinárodní organizace pro standardizaci (ISO) definuje v normě ISO 8373 průmyslového robota jako „automaticky řízený, opětovně programovatelný, víceúčelový manipulátor programovatelný ve třech nebo více osách, který může být buď upevněn na místě, nebo mobilní k užití v průmyslových automatických aplikacích.“

Pro laiky

Představte si robota jako chytrého pomocníka, který umí dělat různé věci sám, protože mu to někdo naprogramoval – řekl mu, co a jak má dělat. Může vypadat jako člověk, ale častěji vypadá spíš jako nějaký stroj s rameny nebo kolečky. Roboti nám pomáhají s těžkou prací v továrnách (třeba svařují auta), uklízejí nám doma (robotické vysavače), pomáhají doktorům při operacích nebo prozkoumávají vesmír, kam se lidé nedostanou. Mají různé senzory, jako oči nebo uši, aby věděli, co se děje kolem nich, a motorky, aby se mohli hýbat a něco brát do rukou. Někteří roboti jsou dokonce tak chytří, že se umí sami trochu rozhodovat.

Historie robotů

Myšlenka umělých bytostí a automatů je stará tisíce let, sahající až do starověkých mýtů a legend.

Rané koncepty a automaty

  • Starověk: Mýty o mechanických služebnících (např. Talós v řecké mytologii). První skutečné automaty se objevují v helénistickém období (např. Hérón Alexandrijský a jeho parní stroje).
  • Středověk a renesance: Leonardo da Vinci kolem roku 1495 navrhl mechanického rytíře schopného pohybu. Vznikaly složité hodinové stroje a automaty napodobující zvířata a lidi.
  • 18. a 19. století: Rozvoj mechanických hraček a automatů, jako například "Turek" Wolfganga von Kempelena (i když se později ukázalo, že šlo částečně o podvod) nebo Vaucansonovy automaty (kachna, hráč na flétnu).

První skuteční roboti

  • 1920: Termín "robot" popularizován hrou R.U.R. Karla Čapka.
  • 40. a 50. léta 20. století: Rozvoj kybernetiky a teorie řízení. Vznik prvních elektronických počítačů.
  • 1954: George Devol patentoval první programovatelné robotické rameno, nazvané Unimate.
  • 1961: První robot Unimate byl instalován v továrně General Motors pro manipulaci s horkými kovovými odlitky. Toto je považováno za začátek průmyslové robotiky.
  • 1968: Stanfordský výzkumný institut (SRI) představil Shakeyho, prvního mobilního robota schopného vnímat okolí a plánovat své akce. Byl řízen počítačem o velikosti místnosti.

Moderní éra robotiky

Typy robotů

Roboty lze dělit podle různých kritérií:

Podle konstrukce

  • Stacionární roboti: Pevně umístění, typicky průmyslová ramena.
    • Karteziánští roboti:** Pohybují se ve třech lineárních osách (X, Y, Z). Používají se pro přesné operace, jako je montáž nebo manipulace s těžkými břemeny.
    • SCARA roboti (Selective Compliance Assembly Robot Arm):** Rychlí a přesní, ideální pro montážní práce. Mají typicky dva rotační klouby a jeden lineární.
    • Klouboví (antropomorfní) roboti:** Mají několik rotačních kloubů, podobně jako lidská paže (obvykle 4-6 os). Jsou velmi flexibilní.
    • Cylindričtí a sféričtí roboti:** Starší typy, definované pracovním prostorem ve tvaru válce nebo koule.
    • Paralelní roboti (např. Delta robot):** Více ramen propojených s jednou platformou, velmi rychlí a přesní, často používaní pro balení.
  • Mobilní roboti: Schopní pohybu v prostředí.
    • Koloví roboti:** Pohybují se pomocí kol. Nejběžnější typ.
    • Pásoví roboti:** Využívají pásy pro pohyb v náročném terénu.
    • Kráčející roboti (legged robots):** Pohybují se pomocí nohou (dvounozí, čtyřnozí, šestinozí atd.). Humanoidi patří do této kategorie.
    • Létající roboti (drony/UAV):** Bezpilotní letadla schopná autonomního nebo dálkově řízeného letu.
    • Podvodní roboti (AUV/ROV):** Určení pro pohyb a práci pod vodou.
  • Humanoidní roboti: Snaží se napodobit lidský tvar a pohyb. Jsou využíváni pro výzkum, interakci s lidmi a jako platformy pro umělou inteligenci.
  • Kolaborativní roboti (koboti): Navrženi pro bezpečnou spolupráci s lidmi ve sdíleném pracovním prostoru.
  • Soft roboti (měkcí roboti): Vyrobeni z poddajných materiálů, umožňující bezpečnější interakci a pohyb v komplexních prostředích.
  • Rojoví roboti (swarm robots): Velké množství jednoduchých, spolupracujících robotů.

Podle použití

Oblasti využití

Roboti nacházejí uplatnění v rostoucím počtu odvětví:

Průmysl

Služby

Medicína

Armáda a bezpečnost

Vesmírný průzkum

Domácnost a zábava

Významní výrobci

Mezi největší a nejznámější výrobce průmyslových robotů (k roku 2024/2025) patří:

V oblasti servisních, humanoidních a specializovaných robotů jsou známé firmy jako:

  • Boston Dynamics (USA) - pokročilí mobilní a kráčející roboti
  • iRobot (USA) - domácí roboti (např. Roomba)
  • Intuitive Surgical (USA) - chirurgický systém da Vinci
  • Honda (Japonsko) - humanoidní robot Asimo (vývoj ukončen, ale významný historicky)

Statistiky a trendy

  • Globální trh: Trh s roboty neustále roste. Podle Mezinárodní federace robotiky (IFR) bylo v roce 2023 celosvětově v provozu přes 4 miliony průmyslových robotů. Roční instalace přesahují 500 000 jednotek.
  • Největší trhy: Asie (zejména Čína, Japonsko, Jižní Korea), Evropa (Německo) a Severní Amerika (USA). Čína je největším trhem a zároveň významným producentem.
  • Hustota robotizace: Měřeno jako počet robotů na 10 000 zaměstnanců v průmyslu. Nejvyšší hodnoty dosahují země jako Jižní Korea, Singapur a Japonsko.
  • Růstové segmenty: Kromě tradičního automobilového průmyslu rychle roste nasazení robotů v elektronice, logistice, zdravotnictví a službách. Velký potenciál mají kolaborativní roboti.
  • Klíčové trendy (kolem roku 2025):

Zajímavosti

  • První patent na robota (Unimate) koupila společnost Condec, která jej později prodala firmě Westinghouse.
  • Slovo "robotika" poprvé použil spisovatel Isaac Asimov ve své sci-fi povídce "Runaround" v roce 1941. Asimov také formuloval slavné Tři zákony robotiky.
  • Nejmenší roboti se pohybují v řádu nanometrů (nanoroboti) a jsou ve fázi výzkumu pro medicínské aplikace.
  • Některé moderní operační sály jsou vybaveny několika robotickými systémy.
  • Existují soutěže robotů, jako je DARPA Robotics Challenge nebo RoboCup, které posouvají hranice robotických schopností.

Etické a společenské otázky

S rostoucími schopnostmi a rozšířením robotů vyvstávají důležité etické a společenské otázky:

  • Ztráta pracovních míst: Nahrazování lidské práce roboty, potřeba rekvalifikace a adaptace trhu práce.
  • Bezpečnost: Zajištění bezpečného provozu robotů, zejména v interakci s lidmi.
  • Odpovědnost: Kdo je zodpovědný za chyby nebo škody způsobené autonomním robotem?
  • Soukromí: Sběr a využití dat roboty vybavenými senzory.
  • Autonomní zbraňové systémy: Etické dilema použití robotů schopných samostatně rozhodovat o použití smrtící síly.
  • Závislost na technologii: Riziko přílišné závislosti na robotech.
  • Sociální dopady: Vliv na mezilidské vztahy, izolace.
  • Předpojatost v AI: Riziko, že roboti budou přebírat a zesilovat lidské předsudky zakódované v datech, na kterých se učí.

Budoucnost robotiky

Budoucnost robotiky směřuje k ještě větší integraci s umělou inteligencí, což umožní robotům lépe rozumět světu, učit se z zkušeností a přirozeněji interagovat s lidmi a prostředím. Očekává se další miniaturizace, zvyšování energetické účinnosti a vývoj nových materiálů (např. pro soft robotiku). Klíčové oblasti vývoje zahrnují:

Předpokládá se, že roboti budou hrát stále významnější roli ve všech aspektech života, od průmyslu a zdravotnictví po domácnosti a osobní asistenci. Cílem je vytvořit roboty, kteří budou bezpečnými, spolehlivými a užitečnými partnery lidí.

Odkazy

Citováno z „https://infopedia.cz/index.php?title=Robot&oldid=2353“