Robot από τον Τάλω στα σύγχρονα προγραμματιζόμενα Robot

Transcript

1 Robot από τον Τάλω στα σύγχρονα προγραμματιζόμενα Robot Σουλτάνης Άγγελος Μαθητής Γ1 Γυμνασίου, Ελληνικό Κολλέγιο Θεσσαλονίκης Επιβλέπων Καθηγητής: Κωνσταντίνος Παρασκευόπουλος Καθηγητής Πληροφορικής Ελληνικού Κολλεγίου Θεσσαλονίκης 1. ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ένα ρομπότ είναι μια μηχανική συσκευή η οποία μπορεί να υποκαθιστά τον άνθρωπο σε διάφορες εργασίες. Ένα ρομπότ μπορεί να δράσει κάτω από τον απευθείας έλεγχο ενός ανθρώπου ή αυτόνομα κάτω από τον έλεγχο ενός προγραμματισμένου υπολογιστή. Τα ρομπότ 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 Η λέξη ρομπότ προέρχεται από το σλαβικό robota που σημαίνει εργασία,ενώ από τα πρώτα ρομπότ που αναφέρονται στη λογοτεχνία είναι ο Τάλως από την ελληνική μυθολογία Με την ανάπτυξη και μελέτη των ρομπότ ασχολείται η ρομποτική, επιστήμη που αποτελεί συνδυασμό πολλών κλάδων άλλων επιστημών, κυρίως δε της πληροφορικής, της ηλεκτρονικής και της μηχανολογίας. Λέξεις κλειδιά: Ρομποτική Χρησιμότητα Ταλώς 2. Ανάλυση και περιγραφή γενικής τεχνολογικής ενότητας στην οποία ανήκουν τα Robot

2 -Γενικά χαρακτηριστικά των Robot και αιτίες που ώθησαν τον άνθρωπο στη δημιουργία και τη συνεχή εξέλιξη των Robot Μερικά ρομπότ προγραμματίζονται για την πιστή εκτέλεση συγκεκριμένων ενεργειών με επαναλαμβανόμενες πράξεις χωρίς λαθη και με υψηλό βαθμό ακρίβειας. Οι δράσεις αυτές καθορίζονται από προγραμματισμένες ρουτίνες που καθορίζουν την κατεύθυνση, την επιτάχυνση, την ταχύτητα, την επιβράδυνση, και την απόσταση από μια σειρά συντονισμένων κινήσεων. Άλλα ρομπότ είναι πολύ πιο ευέλικτα ως προς τον προσανατολισμό του αντικειμένου το οποίο λειτουργούν, ή ακόμα και την εργασία που πρέπει να εκτελεστεί στο ίδιο το αντικείμενο, το οποίο μπορεί ακόμα να χρειαστεί να προσδιοριστεί από το ίδιο το ρομπότ. Η τεχνητή νοημοσύνη, ή ό,τι μοιάζει με αυτή, γίνεται όλο και πιο σημαντικός παράγοντας στα σύγχρονα βιομηχανικά ρομπότ. -Τα ρομπότ δημιουργήθηκαν ώστε να επιτελούν εργασίες οι οποίες παρουσιάζουν ενα σημαντικό βαθμο δυσκολίας ή επικυνδυνότητας για να εκτελεστούν απευθείας από έναν άνθρωπο. Σε άλλες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται για να εκτελέσουν εργασίες φθηνότερα,ευκολότερα και ταχύτερα απο εναν άνθρωπο. Συνεπώς, μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην αυτόματη παραγωγή μεγάλων ποσοτήτων κάποιου προϊόντος και με χαμηλότερο κόστος 3.Περιγραφή των Robot -Συνολική Παρουσίαση Ρομπότ Ρομπότ ονομάζεται μια μηχανή η οποία έχει ανθρωπόμορφη συμπεριφορά και εκτελεί ανθρώπινες εργασίες σύμφωνα με προγραμματισμένες εντολές του ανθρώπου. Οι σύγχρονοι ρομποτικοί μηχανισμοί κατάγονται από δύο εντελώς διαφορετικούς κλάδους: Από τα πρώιμα αυτόματα, που ουσιαστικά δεν ήταν τίποτε άλλο παρά ψυχαγωγικά «παιχνίδια» για μεγάλους Από τις ραγδαίες τεχνολογικές εξελίξεις στο χώρο της βιομηχανικής παραγωγής που είχε συνεχώς αυξανόμενες ανάγκες για όλο και πιο «έξυπνες» μηχανές οι οποίες θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν επάξια τον άνθρωπο στην παραγωγική διαδικασία. Σύμφωνα με το Robot Institute of America, ως ρομπότ μπορούμε να ορίσουμε ένα μηχανισμό σχεδιασμένο

3 ώστε, μέσω προγραμματιζόμενων κινήσεων, να μεταφέρει υλικά, τεμάχια, εργαλεία ή ειδικευμένες συσκευές με σκοπό την επιτέλεση ποικιλίας εργασιών Τα βασικά μέρη από τα οποία αποτελείται το αυτόνομο ρομπότ : Ένας μηχανισμός σαν το αυτόνομο ρομπότ περιλαμβάνει συνήθως τα ακόλουθα μέρη : Ένα μηχανολογικό υποσύστημα, το οποίο ενσωματώνει τη δυνατότητα του ρομπότ για εκτέλεση έργου. Το υποσύστημα αυτό αποτελείται από μηχανισμούς που επιτρέπουν στο ρομπότ να κινείται όπως αρθρώσεις, συστήματα μετάδοσης κίνησης, επενεργητές-κινητήρες, οδηγούς κλπ.. Ένα υποσύστημα αίσθησης, μέσω του οποίου το ρομπότ συγκεντρώνει πληροφορίες για την κατάσταση στην οποία βρίσκονται τόσο το ίδιο όσο και το περιβάλλον. Το υποσύστημα αυτό εκτός των άλλων είναι υπεύθυνο για την αποδοχή των εξωτερικών εντολών, την επεξεργασία τους, τη μετάφρασή τους σε ηλεκτρική ισχύ που θα δοθεί στους κινητήρες του ρομπότ, καθώς επίσης και για την παραγωγή σημάτων εξόδου που θα πληροφορούν για την κατάσταση του συστήματος. Στο υποσύστημα αίσθησης

4 περιλαμβάνονται όργανα μετρήσεως, αισθητήρες, ηλεκτρονικά στοιχεία κλπ.. Ένα σύστημα ελέγχου, το οποίο συνδυάζει κατάλληλα την αίσθηση με τη δράση, έτσι ώστε το ρομπότ να λειτουργεί αποτελεσματικά και με τον επιθυμητό τρόπο. Ο ελεγκτής του ρομπότ επιβλέπει και συντονίζει ολόκληρο το σύστημα, για τη σχεδίαση και υλοποίησή του δε απαιτείται ο συνδυασμός γνώσεων από πολλές γνωστικές περιοχές, όπως είναι ο αυτόματος έλεγχος, η τεχνητή νοημοσύνη, η επιστήμη των υπολογιστών κλπ -Λειτουργίες του Ρομπότ Ευρύτατη χρήση ρομπότ γίνεται σε πάρα πολλούς παραγωγικούς τομείς και κυρίως στη βιομηχανία (βιομηχανική ρομποτική), στην ιατρική, την αεροναυπηγική, την αεροδιαστημική κ.α., γεγονός που έδωσε σημαντική ώθηση στην περαιτέρω ανάπτυξη της βιομηχανίας των ρομπότ, ιδιαίτερα στην Ιαπωνία και τις ΗΠΑ. Οι κυριότερες εφαρμογές των βιομηχανικών ρομπότ μέχρι σήμερα ήταν οι ηλεκτροσυγκολλήσεις, οι εφαρμογές σε εργασίες πρεσαρίσματος, οι συναρμολογήσεις, οι βαφές με ψεκασμό και η επεξεργασία επιφανειών σε τροφοδοτήσεις εργαλειομηχανών, σε μορφοποιήσεις πλαστικών σε μήτρες κ.ά. Από τα μέσα περίπου της δεκαετίας του 1980 η χρήση των ρομπότ γενικεύτηκε στο πλαίσιο της ανάπτυξης των λεγόμενων "ολοκληρωμένων συστημάτων παραγωγής" (Computer-Integrated Manufacturing), αυτοματοποιημένων και ευέλικτων εργοστασίων, στα οποία οι εργαλειομηχανές μπορούν να επαναπρογραμματίζονται ταχύτατα για την παραγωγή νέων ή διαφοροποιημένων προϊόντων. Πρωτοποριακά εργοστάσια ως προς την ευρύτατη χρήση ρομπότ θεωρούνται το εργοστάσιο της General Motors στο Χάμτραμεκ, το Buick City στο Φλιντ του Μίσιγκαν, το εργοστάσιο της ΙΒΜ στο Λέξινγκτον κ.ά. Πέρα, όμως, από τη βιομηχανία ευρύτατη χρήση ρομπότ γίνεται και σε μη μεταποιητικές εφαρμογές, όπως π.χ. σε πυρηνικούς σταθμούς, υποθαλάσσιες έρευνες, σε ιατρικές εφαρμογές, στην εξόρυξη πετρελαίου κ.λπ. Ρομπότ επίσης με την ευρεία έννοια μπορούν να θεωρηθούν και τα αυτοματοποιημένα διαστημόπλοια (μη επανδρωμένα), που χρησιμοποιούνται για διαστημικές έρευνες, καθώς και ειδικές κατασκευές όπως π.χ. η σοβιετική σεληνάκατος "Λουνοχόντ-1", η οποία καθοδηγούνταν με ασύρματο από τη Γη. Τέλος, σε πειραματική και όχι εμπορική βάση έχουν κατασκευαστεί οικιακά ρομπότ που καθαρίζουν το σπίτι, σερβίρουν ποτά ή "παίζουν" με τα παιδιά. -Φωτογραφικό υλικό απο Robot και τα μέρη από τα οποία αποτελούνται

5 Μικρό ρομπότ Μεγάλες δυνατότητες

6 4.Ιστορική εξέλιξη του αντικείμενου μελέτης Ο άνθρωπος φανταζόταν πάντοτε μηχανές που να υπηρετούν τις καθημερινές του ανάγκες και επιθύμιες.για το σκοπό αυτό προχώτησε σε προσπάθειες κατασκευής των ρομπότ Στην ελληνική μυθολογία, ως το πρώτο ρομπότ που κατασκευάστηκε είναι γνωστός οτάλως.ο Ταλώς δημιουργήθηκε,σύμφωνα πάντα με την μυθολογία από τον Δαίδαλο (ή Ήφαιστο) με εντολή του Δία και δόθηκε στον Μίνωα για την προστασία της Κρήτης από τους εχθρούς της. Σήμερα σχεδιάζονται και κατασκευάζονται τα λεγόμενα εξυπνα robot για τη βιομηχανία, τις υπηρεσίες, τις οικιακές εργασίες, αλλά δυστυχώς και για πολεμικούς σκοπούς. Όπως και άλλα επιτεύγματα της επιστήμης,της πυρηνικής φυσικής,για παράδειγμα έχουν

7 χρησιμοποιηθεί εναντίον του ανθρώπου, έτσι και τα ρομπότ μπορούν να χρησιμοποιηθούν (και έχουν χρησιμοποιηθεί) για καταστροφικούς σκοπούς. Οι αυτοκαθοδηγούμενες βόμβες λέιζερ δεν είναι παρά έξυπνα ρομπότ. Η πορεία της ρομποτικής δείχνει ότι θα συνεχίσει να αναπτύσσεται για πολύ μεγάλο χρονικό διάστημα, καθώς ο άνθρωπος θέλει συνεχώς να καλυτερεύει τις συνθήκες διαβίωσης και εργασίας του. 5. Χρησιμότητα των Robot για τον άνθρωπο και την κοινωνία Το επίτευγμα ανοίγει περαιτέρω το δρόμο για τη ρομποτική τηλε-χειρουργική(εικ2), 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 ρομπότ που θα χειρουργεί τον ασθενή. Η επέμβαση έγινε από ομάδα γιατρών υπό τον δρα Αντρέ Νγκ, καρδιολόγο και ηλεκτροφυσιολόγο του νοσοκομείου Γκλένφιλντ του Λέστερ, σύμφωνα με το πρακτορείο Ρόιτερ. Σύμφωνα με τον γιατρό, η επέμβαση πήγε θαυμάσια και η καρδιακή αρρυθμία του ασθενούς αποκαταστάθηκε στο φυσιολογικό της ρυθμό μέσα σε μια ώρα. Η επέμβαση στον 70χρονο Βρετανό αποτέλεσε την αρχική δοκιμή για την ασφάλεια της νέας μεθόδου στους ανθρώπους ηση πλανητών Η επιστήμη της ρομποτικής βοηθά σημαντικά την εύρεση πληροφοριών για τους ξένους πλανήτες ένα παράδειγμα είναι το πυρηνοκίνητο Curiosity

8 Το μεγαλύτερο και ακριβότερο τροχοφόρο ρομπότ που ανέπτυξε ποτέ η NASA είναι σχεδόν έτοιμο για την εκτόξευσή του το Νοέμβριο. Το πυρηνοκίνητο Curiosity, σε μέγεθος τζιπ, θα αναλάβει να εξετάσει αν ο Άρης διέθετε ποτέ κατάλληλο περιβάλλον για την εμφάνιση μικροβιακής ζωής. Θα μεταφέρει επίσης μια πληθώρα οργάνων για να μελετήσει τη γεωλογία του πλανήτη -μεταξύ άλλων, ένα λέιζερ που θα ανοίγει τρύπες στα βράχια από μακριά. Δυστυχώς, το ρομπότ δεν θα μεταφέρει την τρισδιάστατη κάμερα υψηλής ανάλυσης που πρότεινε για την αποστολή ο σκηνοθέτης του Avatar Τζέιμς Κάμερον. Η NASA αναγκάστηκε τελικά να ακυρώσει το σχέδιο καθώς δεν υπήρχε αρκετός χρόνος για την δοκιμή του φακού ζουμ. Το Curiosity, γνωστό επισήμως ως Επιστημονικό Εργαστήριο του Άρη (MSL), βρίσκεται τώρα σε ένα αποστειρωμένο χώρο του Εργαστηρίου Αεριώθησης (JPL) της NASA στην Καλιφόρνια. Όταν φτάσει στον κόκκινο πλανήτη, το Curiosity θα εξερευνά τον Άρη παράλληλα με τα μικρότερα, δίδυμα ρομπότ Spirit και Opportunity, τα οποία βολτάρουν στο εξωγήινο περιβάλλον από το 2004 και έχουν ήδη ανακαλύψει ενδείξεις για αρχαίες, εξαφανισμένες πια λίμνες. Λόγω του μεγέθους και του βάρους του, που πλησιάζει τον ένα

9 τόνο, το Curiosity δεν μπορεί να τροφοδοτείται με ηλιακούς συλλέκτες όπως οι προκάτοχοί του. Βασίζεται αντίθετα σε μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια ραδιοϊσοτόπων, παρόμοια με αυτές που χρησιμοποιούνται σε πολύχρονες διαπλανητικές αποστολές, ικανές να λειτουργούν αδιάκοπα για δεκαετίες. Το ρομπότ βοηθά το περιβάλλον Ένα πλεούμενο ρομπότ 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 ρομπότ προτείνει την ανακύκλωση Το Ρομπότ που ονομάζεται ΜΑΞ,από τα αρχικά των λέξεων Μειώνω, Ανακυκλώνω, Ξαναχρησιμοποιώ και έχει ανθρώπινα χαρακτηριστικά και σύμβολα πάνω του που παραπέμπουν σε ανακύκλωση. Το Ρομπότ χρησιμοποιείται με μεγάλη επιτυχία στο εξωτερικό και τα τελευταία 15 έτη έχει επισκεφθεί περισσότερους από 1,5 εκατ. μαθητές και συνεχίζει να τους ελκύει με τον τρόπο που παρουσιάζει το Μ.Α.Ξ.. Το ρομπότ είναι κατασκευασμένο από ανακυκλώσιμα υλικά και συνοδεύεται από ένα

10 εκπαιδευτή o οποίος ρυθμίζει την φωνή του ρομπότ και τις κινήσεις του εξ αποστάσεως έτσι ώστε να μπορεί να αντιδρά στο νεανικό ακροατήριο. Το ρομπότ στη βιομηχανία Τα ρομπότ έχουν ζωτική σημασία για την βιομηχανική αυτοματοποίηση.τα εργοστασιακά ρομπότ 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 ρομπότστα εργοστάσια δεν είναι κάτι το καινούργιο Η πρώτη εγκατάσταση βιομηχανικού ρομπότ έγινε το 1961 για να εκτελέσει μια εφαρμογή,σε μονάδα αυτοκινήτων. Τα βιομηχανικά ρομπότ 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 ρομπότ συνεχίζουν να βρίσκονται όλο και περισσότερα στις βιομηχανίες. Σε ένα πλήρες εργοστάσιο τα ρομπότ είναι απαραίτητα για την σωστή λειτουργία του. Λαμβάνοντας υπόψην, λοιπον, τα παραπάνω, πιστεύω πως τα ρομπότ κατασκευάστηκαν για να διευκολύνουν τη ζωή και την καθημερινότητα των ανθρώπων.επομένως θεωρώ πως τα ρομπότ είναι ένας σύμμαχος του ανθρώπου αρκεί πρώτα να βεβαιωθούμε,βεβαίως,πως τα χρησιμοποιούμε για ανθρώπινους και μη πολεμικούς σκοπούς

11 Ασφαλώς,μπορούν να πραγματοποιηθούν ορισμένες βελτιώσεις στα ρομπότ προκειμένου να ελαχιστοποιηθούν οι αρνητικές του συνέπειες.για παράδειγμα θα μπορούσαν να μειωθούν οι τιμές διαφόρων ρομπότ και να απαγορευτούν τα ρομπότ που αποβλέπουν σε ενέργειες πολεμικού χαρακτήρα 6.Βιβλιογραφία και πηγές πληροφοριών obot.pdf C%CF%84 5/12/2013