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.