Robot από τον Τάλω στα σύγχρονα προγραμματιζόμενα Robot

Transcript

1 Robot από τον Τάλω στα σύγχρονα προγραμματιζόμενα Robot Εργασία στο μάθημα της πληροφορικής Ονοματεπώνυμο μαθήτριας: Αναστασία Τσαρχοπούλου Τάξη: Γ 4 γυμνασίου Ονοματεπώνυμο καθηγητή: Κωνσταντίνος Παρασκευόπουλος Περίληψη Η ρομποτική είναι μία από τις πιο σύγχρονες επιστήμες. Κι αυτό, γιατί δεν θα μπορούσε να αναπτυχθεί χωρίς την ύπαρξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών και της υψηλής τεχνολογίας. Παρόλα αυτά, η ιδέα ενός μηχανήματος που θα μπορούσε να αντικαταστήσει τον άνθρωπο σε διάφορες εργασίες είναι πιο παλιά από ό,τι φανταζόμαστε. Οι ρίζες της βρίσκονται στα βάθη των αρχαίων χρόνων! Λέξεις κλειδιά: Τάλως Robot Σύγχρονη ρομποτική

2 Ανάλυση και περιγραφή της γενικής τεχνολογικής ενότητας όπου ανήκουν τα Robot Η Ρομποτική είναι ένας νεοσύστατος τεχνολογικός κλάδος, παράγωγος της τεχνολογίας του αυτοματισμού και ασχολείται με τη μελέτη και την ανάπτυξη των Robot, προγραμματιζόμενων δηλαδή μηχανισμών που χρησιμοποιούνται σε επιστημονικές ή βιομηχανικές εφαρμογές ως υποκατάστατα του ανθρώπου. Ένα Robot μπορεί να μοιάζει στην εξωτερική του εμφάνιση με τον άνθρωπο, μπορεί να κινείται και να ενεργεί όπως ο άνθρωπος, αλλά μπορεί και όχι, είναι δε αρκετά δύσκολο να οριστεί η διαχωριστική γραμμή μεταξύ των Robot και των απλών αυτοματοποιημένων μηχανών. Κατά γενικό κανόνα, όσο πιο περίπλοκη και εξειδικευμένη είναι μια μηχανή, τόσο μεγαλύτερη είναι η πιθανότητα να χαρακτηριστεί σαν Robot. Πολλοί λόγοι οδήγησαν τον άνθρωπο από τα αρχαία κιόλας χρόνια στην δημιουργία μηχανών και κατασκευών. Πρώτα από όλα ο σημαντικότερος παράγοντας είναι η διευκόλυνση που τους έδιναν και που μας προσφέρουν έως σήμερα, την μετακίνηση μεγάλων και βαρέων φορτίων που θα χρειάζονταν πολλά χέρια και χρόνο για να μετακινηθούν. Έτσι καταλαβαίνουμε πως το έκανα αυτό για να κερδίσουν χρόνο και να κατασκευάσουν ή να μετακινήσουν κάτι πολύ γρήγορα. Παράλληλα, για να μπορέσουν να κατασκευάζουν περισσότερα προϊόντα σε λιγότερο χρόνο έτσι ώστε και να γλιτώνουν χρήματα που θα έδιναν σε εργάτες και θα έχουν περισσότερο κέρδος καθώς θα πουλάνε περισσότερα προϊόντα. Περιγραφή των Robot Ένα σύγχρονο Robot περιλαμβάνει τουλάχιστον τρία βασικά δομικά μέρη: Τον χειριστή (βραχίονα, χέρι) που είναι το κινούμενο μηχανικό τμήμα Τα στοιχεία δράσης (κινητήρες κλπ.) που ενεργοποιούν τις αρθρώσεις του χεριού Τον υπολογιστή ή κεντρικό ελεγκτή που αποθηκεύει και εκτελεί τα προγράμματα εργασίας και ελέγχει τις κινήσεις του Βασικά ένα Robot συγκροτείται από δύο συστήματα, το μηχανικό (στο οποίο περιλαμβάνεται το σύστημα κίνησης) και το ηλεκτρονικό (στο οποίο υπάγεται και η επαναπρογραμματιζόμενη μνήμη του).

3 Το Robot είναι μια μηχανική συσκευή η οποία μπορεί να υποκαθιστά τον άνθρωπο σε διάφορες εργασίες. Ένα Robot μπορεί να δράσει κάτω από τον απευθείας έλεγχο ενός ανθρώπου ή αυτόνομα κάτω από τον έλεγχο ενός προ-προγραμματισμένου υπολογιστή. Με την ανάπτυξη της τεχνικής των Robot χωρίστηκαν σε δύο βασικές κατηγορίες: Τα Robot που κατευθύνονται από τον άνθρωπο Τα Robot με τεχνητή νοημοσύνη (ολοκληρωτικά), τα οποία δρουν κατά κάποιο τρόπο «λογικά» χωρίς την ανάμειξη του ανθρώπου. Τα Robot μπορούν να χρησιμοποιηθούν ώστε να κάνουν εργασίες οι οποίες είτε είναι δύσκολες ή επικίνδυνες για να γίνουν απευθείας από έναν άνθρωπο. Σε άλλες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται για να εκτελέσουν εργασίες ταχύτερα ή φθηνότερα απ' ότι ο άνθρωπος. Έτσι, μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην αυτόματη παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων κάποιου προϊόντος και με χαμηλότερο κόστος (για παράδειγμα, στις αλυσίδες παραγωγής).

4 Ιστορική εξέλιξη Ο Τάλως ως προστάτης της Κρήτης: Ο Τάλως ήταν μυθικός χάλκινος γίγαντας, το πρώτο Robot στην ιστορία, που προστάτευε την μινωική Κρήτη από κάθε επίδοξο εισβολέα Ο Τάλως δεν γεννήθηκε αλλά φτιάχτηκε είτε από τον ίδιο το Δία ή σύμφωνα με άλλες παραλλαγές του μύθου με την εντολή του Δία από τον πολυτεχνίτη Δαίδαλο ή τον Ήφαιστο, θεό της φωτιάς και του σιδήρου. Εξωτερικά ο Τάλως έμοιαζε με θεόρατο άντρα που το σώμα του ήταν φτιαγμένο από χαλκό. Είχε μία και μόνη φλέβα που του έδινε ζωή. Αυτή ξεκινούσε από τον αυχένα και κατέληγε στους αστραγάλους ενώ αντί για αίμα έτρεχε μέσα της λιωμένο μέταλλο. Δουλειά του Τάλου ήταν να προστατεύει την Κρήτη από κάθε εισβολέα κάνοντας τον γύρο του νησιού τρεις φορές τη μέρα. Ο Τάλως δεν άφηνε κανένα εχθρικό πλοίο να πλησιάσει αφού από την ακτή εκτόξευε τεράστιους βράχους βυθίζοντας τα ξύλινα καράβια όσων πλησίαζαν απειλητικά την Κρήτη. Ο Τάλως έμπαινε στη φωτιά και το χάλκινο κορμί του πυρακτωνόταν. Μετά σφιχταγκάλιαζε τους εχθρούς, που φυσικά γίνονταν παρανάλωμα. Ο θάνατος του Τάλου: Ο Τάλως κατάφερε για πολλά χρόνια να κατατροπώνει τους εχθρούς της Κρήτης μέχρι που ήρθε και η ώρα του. Η Αργώ, το μυθικό πλοίο, με πλήρωμα τον Ιάσωνα, τη Μήδεια και τους Αργοναύτες είχε ένα περιπετειώδες ταξίδι πέρα από τον Ελλήσποντο. Φτάνοντας στις νότιες ακτές της Κρήτης οι Αργοναύτες θέλησαν να προσαράξουν ώστε να ξεκουραστούν και να εφοδιαστούν προμήθειες. Πλησιάζοντας όμως την ακτή βρέθηκαν αντιμέτωποι με τον χάλκινο γίγαντα, να τους πετάει βράχους. Το πλοίο κινδύνευσε να βυθιστεί όταν ανέλαβε η Μήδεια. Πήγε στην κουπαστή και άρχισε να μιλάει με τον Τάλω. Κάνοντας ξόρκια και τάζοντας του αθανασία τον ξεγέλασε τον απονήρευτο Τάλω έτσι μόνος του έβγαλε το χάλκινο καρφί από τους αστραγάλους του με αποτέλεσμα να χυθεί όλο το «αίμα» του στη γη και ο ίδιος να σωριαστεί κάτω χωρίς ζωή πια.

5 Είναι πολύ πιθανό, αυτός ο μύθος να αποτέλεσε την έμπνευση για πολλούς μηχανικούς της αρχαιότητας, που προσπάθησαν να κατασκευάσουν «έξυπνες» μηχανές, που θα έλυναν τα χέρια των ανθρώπων της εποχής: Ο Αρχύτας ο Ταραντίνος ( π.χ.) λέγεται πως κατασκεύασε µία ιπτάµενη µηχανή («πετοµηχανή» ή «περιστερά") που κινούνταν µε ατµό και µπορούσε να διανύσει απόσταση µέχρι και 200µ. Ο Μηχανισμός των Αντικυθήρων ( π.χ. )είναι ο αρχαιότερος αυτοματισμός που σώζεται ως σήµερα (Αρχ. Μουσείο Αθηνών). Μπορούσε να προβλέψει τις ϑέσεις των πλανητών. Ο Ηρων ο Αλεξανδρεύς ( µ.χ.) κατασκεύασε το πρώτο προγραµµατιζόµενο ϱοµπότ: ένα αυτοκινούμενο τρίκυκλο. Εμφάνιση του σημερινού όρου: Robot Ο όρος Robot πρωτοεμφανίζεται σε ένα θεατρικό έργο επιστημονικής φαντασίας του Τσέχου συγγραφέα Κάρελ Τσάπεκ το 1921 και προέρχεται από τη σλαβική λέξη robota που σημαίνει εργάτης. Η αυτοματοποίηση της παραγωγικής διαδικασίας στις βιομηχανίες μαζικής παραγωγής αντικαθιστά τους ανθρώπους με εξειδικευμένες μηχανές που εκτελούν μια προκαθορισμένη σειρά κατεργασιών στα προϊόντα που παράγονται. Στόχος της αυτοματοποίησης, η οποία γίνεται εφικτή με την ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας τον 20ό αιώνα, είναι η αυξημένη παραγωγικότητα, η βελτιωμένη ποιότητα, η αύξηση του κέρδους των επιχειρήσεων αλλά και η ελεγξιμότητα των μέσων παραγωγής. Σύγχρονη Ρομποτική Τα πρώτα σύγχρονα Robot, που φτιάχτηκαν κάπου στα 1950, δεν έχουν καμία σχέση με τα Robot που χρησιμοποιούμε στις μέρες μας και σίγουρα, ούτε με αυτά που θα έχουμε στο μέλλον! Αξίζει όμως να γνωρίσουμε τα Robot των προηγούμενων δεκαετιών. Κάθε ένα από αυτά ήταν η έμπνευση αλλά και μία πολύτιμη πηγή πληροφοριών, ώστε να κατασκευαστούν ακόμα πιο εξελιγμένα μοντέλα που θα μπορούσαν να πραγματοποιήσουν ακόμα πιο πολύπλοκες εργασίες.

6 UNIMATE 1961: Πρόκειται για το πρώτο Robot που χρησιμοποιήθηκε στη βιομηχανία και συγκεκριμένα, στην κατασκευή αυτοκινήτων. To Unimate μετέφερε σιδερένια εξαρτήματα στο σκελετό του αυτοκινήτου που κατασκευαζόταν. Ήταν μία εργασία πολύ επικίνδυνη για τους ανθρώπους, καθώς εισέπνεαν τοξικά αέρια, ενώ μπορεί να τραυματίζονταν αν δεν ήταν αρκετά προσεκτικοί. RANCHO ARM 1963: Το συγκεκριμένο Robot είναι μία από τις πρώτες προσπάθειες των επιστημόνων του νοσοκομείου Λος Αμίγκος στην Καλιφόρνια να δημιουργήσουν τεχνητά μέλη για άτομα με ειδικές ανάγκες. Και τα κατάφεραν. Το Rancho Arm, χάρη στις 6 αρθρώσεις του, είχε ευελιξία όμοια με αυτή του ανθρώπινου χεριού και οι κινήσεις του ελέγχονταν μέσω ηλεκτρονικού υπολογιστή. SHAKEY 1970: Το Shakey είναι το πρώτο κινούμενο Robot που μπορούσε να πραγματοποιεί λογικές διεργασίες. Δημιουργήθηκε από τους επιστήμονες του τεχνολογικού ινστιτούτου SRI (Stanford Research Institute) στις ΗΠΑ. Μπορούσε να μετακινείται στο χώρο και να αναγνωρίζει για ποιο λόγο κάνει μία ενέργεια. Η αποστολή του ήταν να ανοίγει και να κλείνει διακόπτες και πόρτες, και κυρίως να ξέρει πότε πρέπει να το κάνει και γιατί! Επίσης χρησιμοποιήθηκε και σαν τηλεοπτική κάμερα, αλλά και σαν αισθητήρας ακτίνων lazer. DANTE I 1992: Είναι το Robot που επέτρεψε στον άνθρωπο να μελετήσει για πρώτη φορά από πολύ κοντά τον κρατήρα ενός ενεργού ηφαιστείου. Δημιουργήθηκε από την επιστημονική ομάδα του πανεπιστημίου Κάρνεγκι Μέλον στις ΗΠΑ. Αν και η πρώτη του αποστολή απέτυχε (στόχος ήταν η εξερεύνηση του ηφαιστείου στο βουνό Έρεβος στην Ανταρκτική), η δεύτερη στέφθηκε με επιτυχία. Ο Δάντης κατάφερε να μπει στον κρατήρα του ηφαιστείου του βουνού Σπουρ στην Αλάσκα και να συγκεντρώσει πολύτιμα ευρήματα. Στη μορφή θύμιζε αράχνη, ώστε να μπορεί να σκαρφαλώνει στις δύσβατες επιφάνειες ενός κρατήρα. Ο Dante ήταν εξοπλισμένος με αισθητήρες και υπερσύγχρονες κάμερες και μας έδωσε πολύτιμες πληροφορίες για ένα περιβάλλον, που ο άνθρωπος δεν θα μπορούσε να επισκεφθεί ποτέ, εξαιτίας των υψηλών θερμοκρασιών και των δύσκολων συνθηκών.

7 Ιστορική αναδρομή- φωτογραφικό υλικό

8 Χρησιμότητα του Robot για τον άνθρωπο και την κοινωνία i. Το Robot στις επιστήμες Το επίτευγμα ανοίγει περαιτέρω το δρόμο για τη ρομποτική τηλε-χειρουργική, πράγμα που σημαίνει ότι όλο και περισσότεροι ασθενείς στο μέλλον θα μπορούν να χειρουργούνται από γιατρούς που θα βρίσκονται σε άλλους χώρους, σε άλλες πόλεις, ακόμα και σε άλλες χώρες. Απλώς ο γιατρός θα κατευθύνει από μακριά το Robot που θα χειρουργεί τον ασθενή. Η εξερεύνηση πλανητών του Ηλιακού μας Συστήματος έχει πραγματοποιηθεί από Robot. Τις τελευταίες δεκαετίες, πολλές ρομποτικές διαστημικές συσκευές (όπως είναι οι τροχιακοί δορυφόροι, οι συσκευές προσεδάφισης και εξερεύνησης εδάφους κ.λπ.) έχουν επισκεφθεί τη Σελήνη, τους πλανήτες και τους δορυφόρους τους, αστεροειδείς και κομήτες. Σύμφωνα με μία μερίδα ειδικών, ένα ρομπότ μπορεί να κάνει στο Διάστημα ό,τι και ένας άνθρωπος και μάλιστα φθηνότερα και χωρίς τον κίνδυνο να χαθούν ανθρώπινες ζωές. Οι άνθρωποι ως διαστημικοί ταξιδιώτες απαιτούν εκτενή συστήματα υποστήριξης ζωής. Εξάλλου, με τις σημερινές τεχνολογίες πρόωσης, χρειάζεται πολύς χρόνος για να φθάσουμε σε οποιονδήποτε προορισμό πέρα από τη Σελήνη. Τα ρομπότ μπορούν να επιβιώσουν σε μακροχρόνια ταξίδια στο Διάστημα και να επιτύχουν τους στόχους της αποστολής εξερεύνησης, ακριβώς όπως και οι άνθρωποι. CURIOSITY, ΤΟ ΜΕΓΑΛΥΤΕΡΟ ΤΡΟΧΟΦΟΡΟ ROBOT ΤΗΣ NASA ii. Τα Robot στην καθημερινή ζωή και εργασία Στο επίπεδο της καθημερινής ζωής τα ρομπότ είναι μηχανικές συσκευές προγραμματισμένες να εκτελούν συγκεκριμένες επαναλαμβανόμενες λειτουργίες, να χρησιμοποιούνται για εργασίες

9 επικίνδυνες ή δύσκολα πραγματοποιήσιμες από τον άνθρωπο, καθώς και για οικιακές εργασίες. Έτσι, υπάρχουν Robot ικανά να καθαρίσουν το σπίτι, να μαγειρέψουν ή να μας διασκεδάσουν. Οι ρομποτικές συσκευές χρησιμοποιούνται συνήθως για την εκτέλεση πολλών εργασιών, που οι άνθρωποι είτε δεν μπορούν να κάνουν, επειδή είναι ιδιαιτέρως πολύπλοκες, είτε δεν θέλουν, επειδή είναι βαρετές, βρώμικες ή επικίνδυνες. Ένα κλασικό παράδειγμα ρομποτικών εφαρμογών που έχουμε σήμερα βρίσκεται στην κατασκευή και συναρμολόγηση των αυτοκινήτων. Τα Robot παίρνουν τη θέση των εργαζομένων στη γραμμή συναρμολόγησης των εργοστασίων, όπου εκτελούνται εξειδικευμένες εργασίες, όπως η τοποθέτηση καρφιών, η συναρμολόγηση βαρέων εξαρτημάτων, η βαφή κ.λπ.. iii. Το Robot βοηθά το περιβάλλον Ο μηχανικός σωτήρας των θαλασσών Ένα πλεούμενο Robot με την ονομασία Seaswarm αναλαμβάνει να κάνει όλη τη βρώμικη δουλειά. Πρόκειται για μια συσκευή που θα μπορεί να επιπλέει στο νερό και να καθαρίζει τη θάλασσα από το πετρέλαιο. Αυτού του είδους οι συσκευές ήρθαν στο προσκήνιο με αφορμή τη μεγάλης έκτασης ρύπανση που προκλήθηκε στον Κόλπο του Μεξικού από διαρροή πετρελαίου την άνοιξη του Το Robot προτείνει την ανακύκλωση Το Robot που ονομάζεται ΜΑΞ, από τα αρχικά των λέξεων Μειώνω, Ανακυκλώνω, Ξαναχρησιμοποιώ και έχει ανθρώπινα χαρακτηριστικά και σύμβολα πάνω του που παραπέμπουν σε ανακύκλωση. Το Robot χρησιμοποιείται με μεγάλη επιτυχία στο εξωτερικό και τα τελευταία 15 έτη έχει επισκεφθεί περισσότερους από 1,5 εκατ. Μαθητές. Το Robot είναι κατασκευασμένο από ανακυκλώσιμα υλικά και συνοδεύεται από έναν εκπαιδευτή o οποίος ρυθμίζει την φωνή του Robot και τις κινήσεις του εξ αποστάσεως

10 έτσι ώστε να μπορεί να αντιδρά στο νεανικό ακροατήριο. iv. Το Robot στη βιομηχανία Τα Robot έχουν ζωτική σημασία για την βιομηχανική αυτοματοποίηση.τα εργοστασιακά Robot εκτελούν πολλές εφαρμογές, από συγκόλληση έως γεωτρήσεις για την χρησιμότητα των υλικών. Αυξάνουν την ποιότητα, την ταχύτητα και την παραγωγή σε εργοστάσια, καταστήματα και εγκαταστάσεις σε παγκόσμια κλίμακα Τα βιομηχανικά Robot στα εργοστάσια δεν είναι κάτι το καινούργιο. Η πρώτη εγκατάσταση βιομηχανικού Robot έγινε το 1961 για να εκτελέσει μια εφαρμογή,σε μονάδα αυτοκινήτων. Τα βιομηχανικά Robot επέτυχαν ολοκληρωτικά την εγκατάστασή τους γιατί βοηθούσαν αποτελεσματικά την βιομηχανία, κάνοντας μια δουλεία που θα ήταν πολύ επικίνδυνη ή ακατόρθωτη για το ανθρώπινο χέρι. Σήμερα τα Robot συνεχίζουν να βρίσκονται όλο και περισσότερα στις βιομηχανίες. Σε ένα πλήρες εργοστάσιο τα Robot είναι απαραίτητα για την σωστή λειτουργία του. v. Τα αρνητικά των Robot Τα Robot λοιπόν έχουν αρχίσει εδώ και κάποια χρόνια να χρησιμοποιούνται στην βιομηχανία και να έχουν αντικαταστήσει τους ανθρώπους, αφού δεν χρειάζονται μισθό, ούτε ασφάλιση και φυσικά δεν κουράζονται και δεν έχουν απαιτήσεις. Αυτό έχει σημάνει συναγερμό στις εργασιακές τάξεις και στα διάφορα συνδικάτα, τα οποία βλέπουν τις θέσεις εργασίας να συρρικνώνονται και να είναι πλέον αρκετά λιγοστές, όταν σε παλαιότερες εποχές τα ίδια εργοστάσια και οι ίδιες βιομηχανίες, απασχολούσαν μια σημαντική μερίδα ανθρώπων. Ανατριχιαστικό είναι ακόμη ότι πλέον υπάρχουν Robot, τα οποία με ειδικά προγράμματα που φέρουν στο εσωτερικό τους, μπορούν να έχουν συναισθήματα, μπορούν όμως να καταλαβαίνουν και τα συναισθήματα του συνομιλητή τους και να πράττουν αναλόγως. Η ιδέα και μόνο σίγουρα ανατριχιάζει, καθώς αρκετοί υποψιάζονται ότι όλο αυτό θα εξελιχθεί.

11 Φανταζόμαστε στο μέλλον μητέρες οι οποίες θα κοιμούνται και όταν θα κλαίει το νεογέννητο μωράκι, θα το νανουρίζει το Robot που θα έχει αντιληφθεί το κλάμα του. Επομένως τα Robot είναι καλό να υπάρχουν, έτσι ώστε να μπορούν να υποκαθιστούν τον άνθρωπο σε πολύ σημαντικές και επικίνδυνες εργασίες. Οποιαδήποτε άλλη χρήση τους είναι περιττή. ΠΗΓΕΣ Ημερομηνία ανάκτησης πηγών: 28/11/13