Robot – mis on robot, tüübid, kasutusalad, tööpõhimõtted ja ajalugu

Robot on tehisrobot, mis tähendab, et ta tegutseb inimese asemel, tehes asju, milleks ta on loodud.

Robotid on tavaliselt masinad, mida juhib arvutiprogramm või elektrooniline vooluahel. Neid võib juhtida otse inimene. Nad võivad olla konstrueeritud nii, et nad näevad välja nagu inimesed, mille puhul nende käitumine võib viidata intelligentsusele või mõtlemisele. Enamik roboteid teeb kindlat tööd ja nad ei näe alati välja nagu inimesed. Nad võivad olla mitmel kujul.

Fiktsioonis näevad robotid aga tavaliselt välja nagu inimesed ja neil näib olevat oma elu. On palju raamatuid, filme ja videomänge, kus on robotid. Isaac Asimovi "I, Robot" on ehk kõige kuulsam.

Mis on robot — lihtsustatud selgitus

Robot on seade või süsteem, mis täidab ülesandeid automaatselt. Robot koosneb tavaliselt:

• sensoreist (näiteks kaamerad, ultraheli-, jõu- või puutelistid), mis annavad teavet ümbritseva maailma kohta;
• ajamistest ja aktsionaatoritest (mootorid, hüdraulika, pneumatika), mis liiguvad ja mõjutavad väliskeskkonda;
• kontrollerist ehk tööst juhtimisüksusest (mikrokontroller, arvuti), mis teeb otsuseid;
• tarkvarast, mis sisaldab juhiseid, algoritme ja tihti ka tehisintellekti elemente, et probleemide lahendamisel otsuseid teha.

Tüübid

Robotid võivad olla väga erineva kujunduse ja eesmärgiga. Levinumad tüübid:

• Industriaalrobotid — pöörlevate liigenditega käed, mida kasutatakse tootmises monteerimiseks, keevitamiseks, värvimiseks jm;
• Teenindusrobotid — koristusrobotid, robottolmuimejad, kaubandus- ja teeninduskeskkonna abiline;
• Humanoidrobotid — inimese sarnase välimusega masinad, mis on mõeldud inimeste tegevuste matkimiseks või sotsiaalseks suhtluseks;
• Autonoomsed sõidukid ja droonid — isesõitvad autod, lennukid ja veesõidukid, mis tegutsevad ilma pideva inimese juhtimiseta;
• Meditsiinilised robotid — kirurgilised assistendid, rehabilitatsiooniks mõeldud seadmed, apteegi- ja diagnostikalahendused;
• Uurimis- ja päästerobotid — kaevandustes, kosmoses, katastroofipaikadel või veealustes tingimustes tegutsevad seadmed;
• Eksperimentaalsed ja õppimisrobotid — akadeemilised platvormid ja hobirobotid, mida kasutatakse õpetamiseks ja uurimistööks.

Kasutusalad

Robotite rakendusvaldkond on lai ja kasvab pidevalt:

• tööstus ja tootmine — rutiinsed, korduvad ja ohtlikud tööd;
• tervishoid — täppisoperatsioonid, rehabilitatsioon, meditsiiniline logistika;
• transport ja logistikateenused — laodroonid, isesõitvad veoautod, paki- ja sorteerimisrobotid;
• põllumajandus — saagi jälgimine, optimeeritud töötlemine, taimehaiguste tuvastus;
• turvalisus ja päästetööd — pommipuurijad, pääste- ja kinnisvarainspektorid;
• kodune kasutus ja meelelahutus — nutikoduaparaadid, mängurobotid, hariduslikud robotid;
• kosmoseteadus — planeetide pinnauuringud, satelliitide teenindus.

Tööpõhimõtted

Roboti tegevus tugineb kolmel põhikomponendil: tajumine, otsustamine ja toime. Peamised tööpõhimõtted:

• Tajumine: sensorite abil kogutakse andmeid (pildid, kaugus, temperatuuri jm).
• Andmetöötlus ja otsustamine: tarkvara ja algoritmid töötlevad andmeid, kasutades reeglipõhist loogikat või masinõpet ning tehisintellekti, et valida järgnev tegevus.
• Liikumine ja teostus: aktsionaatorid viivad otsused ellu — liikumine, haaramine, manipuleerimine.
• Kontrollsüsteemid: tagasisideahelad (PID-kontrollerid, adaptatiivsed algoritmid) hoiavad roboti käitumist stabiilsena ja täpsena.
• Juhtimine: robot võib töötada täiesti autonoomselt, olla poolautonoomne või juhtida otse inimene (teleoperatsioon).

Ajalugu lühidalt

Robotite idee on vana — mehhaanilised automaadid olid tuntud juba antiik- ja keskaegsetes leiutistes. Kaasaegse robotitehnika areng sai hoogu tööstusrevolutsiooniga ja elektroonika levikuga 20. sajandil. Mõned tähtsamad verstapostid:

• varased automaadid ja mehhaanilised leiutised;
• 20. sajandi keskpaik — esimesed programmeeritavad tööstusrobotid ja arvutite laialdane kasutuselevõtt;
• 1970.–1990. — iseseisvamad tööstusrobotid, sensori- ja kontrollertehnoloogia areng;
• 21. sajand — tehisintellekti, masinõppe, odavate sensori- ja aktsionaatorite ning pilvandmetöötluse laialdane kasutuselevõtt, mis on võimaldanud arukamaid ja mitmekülgsemaid roboteid;
• fiktsioon ja kultuur on mänginud olulist rolli robotite kuvandi kujundamisel — näiteks Isaac Asimovi teosed, sealhulgas "I, Robot", on mõjutanud arutelu robotite eetika ja seaduste üle.

Eetika, ohutus ja tulevik

Robotite laialdasel kasutuselevõtul on kaasa tulnud küsimused töökohtade, privaatsuse, vastutuse ja eetika kohta. Mõned olulised punktid:

• ohutus: robotid peavad olema kujundatud nii, et inimese elu ja tervis oleks kaitstud;
• vastutus: kelle vastutus on, kui robot põhjustab kahju — tootja, programmeerija või kasutaja?
• ettevõtlus ja tööjõud: robotiseerimine muudab tööülesandeid — mõned töökohad kaovad, teised tekivad;
• privaatsus ja turvalisus: andmekaitse ja küberturvalisus on olulised eriti andmeid koguvate ja ühendatud robotite puhul;
• regulatsioon: õiguslik raamistik ja standardid (nt ohutusnormid) arenevad sammu haaval tehnoloogiale järele.

Kokkuvõte

Robotid on mitmekülgsed masinad ja süsteemid, mis täidavad inimeste eest töid alates lihtsatest korduvatest ülesannetest kuni keerukate otsuste tegemiseni. Nende areng mõjutab majandust, teadust, meditsiini ja argielu ning toob kaasa nii uusi võimalusi kui ka väljakutseid, mida tuleb lahendada tehniliselt, eetiliselt ja õiguslikult.

Kaasaegsed robotid

Robotitel on palju kasutusvõimalusi. Paljud tehased kasutavad roboteid, et teha rasket tööd kiiresti ja ilma paljude vigadeta. Nad ei näe välja nagu inimesed, sest nad on tehtud selleks, et teha asju. Need on nn tööstusrobotid. Mõned robotid leiavad ja kõrvaldavad pomme. Kui keegi teeb vea, siis robot saab kahju või hävib, mis on parem kui inimese tapmine. On ka roboteid, mis aitavad kodus, näiteks tolmuimejat või muruniidukit juhtida. Sellised robotid peavad õppima tööpiirkonda tundma.

Mõned robotid teevad operatsioone kohtades kehas, kus inimkäsi on liiga suur.

Planeedironijad on kaugete planeetide uurimiseks mõeldud robotid. Kuna raadiosignaali saatmine Maalt teisele planeedile võtab kaua aega, teevad robotid suure osa oma tööst üksi, ilma Maalt saadud käskudeta.

Inimesed arvavad ikka veel, et robotitel on inimese kuju - kaks jalga, kaks kätt ja pea. ASIMO on üks robot, mis aitab teadlastel õppida, kuidas roboteid konstrueerida ja programmeerida. Ta oskab kõndida, mida ei ole lihtne programmeerida.

Tööstusrobot, mida kasutatakse keevitamiseks

Idapoolsed ja läänepoolsed vaated

Idamaade mõtted robotite kohta

Ligikaudu pool kõigist maailma robotitest asub Aasias, 32% Euroopas ja 16% Põhja-Ameerikas, 1% Austraalias ja 1% Aafrikas. 30% kõigist maailma robotitest asub Jaapanis. Jaapanis on maailma riikidest kõige rohkem roboteid ja see on maailma robootikatööstuse liider. Jaapanit peetakse tegelikult maailma robootika pealinnaks.

Jaapanis ja Lõuna-Koreas on ideed tulevastest robotitest olnud peamiselt positiivsed. Robotite positiivne vastuvõtt seal võib osaliselt olla tingitud kuulsast multifilmirobotist "Astroboy". Hiina väljendas robootika suhtes sarnaseid seisukohti nagu Jaapanis ja Lõuna-Koreas, kuid Hiina on robootika arendamisel maha jäänud nii Ameerikast kui ka Euroopast. Ida-Aasia seisukoht on, et robotid peaksid olema ligikaudu võrdsed inimestega. Nende arvates võiksid robotid hoolitseda vanade inimeste eest, õpetada lapsi või olla abiks. Ida-Aasia üldlevinud arvamus on, et oleks hea, kui robotid muutuksid populaarsemaks ja arenenumaks. See seisukoht on vastupidine lääne populaarsele seisukohale.

"See on ajastu avanemine, kus inimesed ja robotid saavad koos eksisteerida," ütleb Jaapani firma Mitsubishi ühe paljudest Jaapanis kasutatavatest inimesele sarnastest robotitest. Lõuna-Korea info- ja kommunikatsiooniministeerium on ennustanud, et 2015. ja 2020. aasta vahel on igas Lõuna-Korea majapidamises robot.

Lääne mõtted robotite kohta

Lääne ühiskonnad on pigem robotite arendamise vastu või isegi kardavad seda. Teadusfilmides ja muudes lugudes näidatakse neid sageli kui ohtlikke mässajaid inimkonna vastu.

Lääs peab roboteid "ohuks" inimeste tulevikule, mis on suuresti tingitud Aabrahamlike religioonide religioossest mõjust, mille kohaselt oleks iseenesest mõtlevate masinate loomine peaaegu et Jumala mängimine. Ilmselt ei ole need piirid selged, kuid kahe ideoloogia vahel on oluline erinevus.

Robotrelvakütt

Küsimused ja vastused

K: Mis on robot?

K: Kuidas roboteid juhitakse?

K: Kas roboteid juhib alati otseselt inimene?

K: Kas robotitel võivad olla tunded?

K: Kas robotid näevad alati välja nagu inimesed?

K: Mis vahe on robotitel ilukirjanduses ja tegelikkuses?

K: Milline on kõige kuulsam raamat, kus on robotid?

Otsing