Historia robotyki cz. 2

pierwszy manipulator
press.assets.siemens.com

zobacz także: Historia robotyki cz. 1

W drugiej części przedstawię udokumentowane fakty historyczne początków rozwoju robotyzacji i przejdę do dokonań z ostatniej dekady. Następnie w kolejnych rozdziałach skupię się na ostatnich, nowatorskich dokonaniach branży przemysłowej w dziedzinie robotów współpracujących (CoBots, Collaborative Robots).



Pierwszy robot przemysłowy

Początek historii robotów zaprojektowanych w celu wykorzystania w przemyśle datuje się na rok 1959, kiedy to skonstruowany został robot nazwany Unimate. Dwa lata później został on zainstalowany na linii montażowej w zakładzie General Motors Inland Fisher Guide, w stanie New Jersey (5), stając się pierwszym, produkowanym seryjnie, pracującym robotem przemysłowym.

Historia robotyki - pierwszy manipulator
Jak na dzisiejsze standardy robot ten wydaje się śmiesznie prymitywni ale jego możliwości wcale nie były aż tak ograniczone. (foto http://rraj.rsj-web.org)


George Devol, który opatentował manipulator, a dokładniej automatyczne mechaniczne urządzenie wraz z chwytakiem (służące do wykonywania operacji przenoszenia z dopasowanym układem aparatury kontrolnej), kilka lat wcześniej spotkał na przyjęciu inżyniera Joseph’a Engelbergera, po czym wspólnie stworzyli ideę robota przemysłowego, którego następnie skonstruowali.

Unimate został wyprodukowany przez firmę Unimation Inc, założoną w 1956 r. właśnie przez Josepha Engelberga. Konstrukcja manipulatora ważyła 2 tony, a jako układy napędowe wykorzystano siłowniki hydrauliczne. Układ sterowania opierał się na bębnie magnetycznym z zapisaną sekwencją ruchów. Ciekawą informacją umieszczoną na stronie IFR (Międzynarodowej Federacji Robotyki) jest cena pierwszych robotów wynosząca 18.000 USD od sztuki, podczas gdy ich produkcja kosztowała aż 65.000 USD (5). Pierwsze zadanie robota przemysłowego polegało na przenoszeniu gorących elementów nadwozia samochodowego, ponieważ zabieg ten nie tylko wymagał użycia sporej siły, ale również stanowił bardzo duże zagrożenie dla pracowników.

Historia manipulatorów, a to pierwszy z nich
(foto. www.nytimes.com)


Od samego początku powstania przemysłu ludzie obawiali się, że maszyny, a tym bardziej roboty zastąpią ich miejsca pracy. Wielokrotnie opinia taka powodowała społeczne niepokoje. Do bardzo głośnych dochodziło już w latach 1811–1813 gdy to luddyści niszczyli mechaniczne krosna w zakładach tkackich. Świadomi tego byli również producenci robota Unimate, dlatego pierwsze zadanie, do którego wykorzystano tę maszynę miało przede wszystkim na celu przekonanie szerokiego grona pracowników zakładów, że manipulatory nie mają ich pozbawić pracy, a wręcz przeciwnie – odciążyć fizycznie i podnieść poziom bezpieczeństwa w zakładzie.


Trzy prawa robotów Asimova

Należałoby się w tym miejscu cofnąć kilkanaście lat wstecz – do 1942 r., w którym to I. Asimov (Rosjanin, 1919-1992) sformułował trzy prawa robotów, ponieważ właśnie do nich przed uruchomieniem pierwszego robota w fabryce, wielokrotnie odwoływał się George Devol. To, co ówcześnie wydawało się fikcją literacką, od 1959 r. miało stać się rzeczywistością, bo dokładnie od tego roku ludzie rozpoczęli współpracę z maszynami w codziennej pracy.

A to ciekawe, Isaac Asimov

W tym miejscu pozwolę sobie na delikatną odskocznię od tematu głównego, ale gdy trafiła mi przypadkiem w ręce jedna z książek Isaaka Judowicza Ozimowa (ros. Исаак Юдович Озимов ur. 2 stycznia 1920, Pietrowicze k. Smoleńska, zm. 6 IV 1992 ) poczytałem o tym pisarzu trochę więcej i okazało się, że jest on autorem i redaktorem ponad 500 książek (!!!) (a Ty ile napisałeś ?), był jednym z najbardziej płodnych pisarzy wszech czasów.

Wracając jednak do tematu…


Trzy prawa robotów:

1. Robot nie może skrzywdzić człowieka, ani przez zaniechanie działania dopuścić, aby człowiek doznał krzywdy.
2. Robot musi być posłuszny rozkazom człowieka, chyba że stoją one w sprzeczności z Pierwszym Prawem.
3. Robot musi chronić samego siebie, o ile tylko nie stoi to w sprzeczności z Pierwszym lub Drugim Prawem.

Później Asimov dodał jeszcze nadrzędne prawo (tzw. prawo zerowe) nie dotyczące już tylko człowieka, a brzmiało ono tak:

0. Robot nie może skrzywdzić ludzkości, ani przez zaniechanie działania doprowadzić do uszczerbku dla ludzkości.

Historia robotyki
Dzięki przestrzeganiu przez roboty praw Asimova nie powinien (istotne stwierdzenie „nie powinien”) powtórzyć się w realu scenariusz filmu Terminator lub Matrix. Tylko kto będzie tego pilnował?


Kończąc ten rozdział dla zainteresowanych tematem dodam tylko, że na Wikipedii (która nie jest najbardziej rzetelnym źródłem informacji ale dość dobrym do rozpoczęcia poszukiwań informacji) można znaleźć też listę innych praw kilku mniej znanych autorów.


Dzisiaj – robot w zakładzie, zagrożenie czy przyjaciel?

W XXI wieku Prawa Robotów ponownie zaczynają być wyjątkowo aktualnym tematem, gdyż nigdy wcześniej roboty nie pracowały w bezpośrednim otoczeniu człowieka, bez kratek, kurtyn i innych fizycznych zabezpieczeń. Rozwój informatyki daje maszynom coraz większe możliwości decyzyjne, odciążając nas już nie tylko fizycznie, ale również psychicznie. Systemy wizyjne w połączeniu z sztucznymi sieciami neuronowymi, czy to montowane w manipulatorach, czy samochodach autonomicznych, działają szybciej i bardziej niezawodnie.


FESTO Bionic Handling Assistant

Jest to bodajże pierwsze na świecie, zaprezentowane szerokiej publiczności w 2010 r., rozwiązanie manipulatora mogącego bez żadnych zewnętrznych zabezpieczeń współpracować bezpośrednio z człowiekiem. Układ tak nowatorski, że pomimo 7 lat istnienia nie został jeszcze wykorzystany w warunkach przemysłowych – Festo nie podało informacji potwierdzających zastosowanie przemysłowe układu, jedynie instruktażowe, edukacyjne oraz marketingowe. Pomimo tego, wyznaczyło całkowicie nowy kierunek robotyzacji.


Standardowe roboty zbudowane są z twardych materiałów, charakteryzujących się dużą sztywnością i wykorzystujących przede wszystkich napędy elektryczne. Całkowicie odwrotny kierunek Festo obrało przy BHA (Bionic Handling Assistant). Inspiracją twórców tego rozwiązania była „trąba słonia” (co widać na filmie powyżej), charakteryzująca się dużą elastycznością, zwinnością i pomimo swojej siły – delikatnością.


Zasada działania

Konstrukcja składa się z trzech prążkowanych, elastycznych „poduszek pneumatycznych” połączonych ze sobą. Odpowiednie wypełnianie powietrzem każdej z komór umożliwia bardzo precyzyjne manipulowanie położeniem chwytaka (7) (8). W nowszych konstrukcjach „trąba” jest zastąpiona lub wydłużona o elastyczny tripod, zwiększający zasięg układu – the Bionic Tripod 3.0.

Zderzenie człowieka z elastyczną poduszką pneumatyczną wypełnianą pod niewielkim ciśnieniem, nie grozi poważnym uszczerbkiem na zdrowiu współpracowników, pod warunkiem, że wszystkie elementy konstrukcji będą wykonane z delikatnych, nieposiadających ostrych krawędzi materiałów.


Chwytak

Również chwytak musi być zaprojektowany w nowatorski sposób. Inżynierowie Festo poradzili sobie również i z tym problemem, ponieważ równolegle zaprojektowali elastyczny, adaptacyjny chwytak z wykorzystaniem systemu Ray Effect®, wzorowanego na rybich płetwach ogonowych. Masa takiego chwytaka jest o 80% mniejsza niż standardowego, wykonanego z metalu. Kolejną zaletą tego rozwiązania jest możliwość pewnego chwytania nawet bardzo delikatnych obiektów, o bardzo niestandardowym kształcie, jak chociażby kurzego jaja lub owoców. W Internecie można znaleźć wiele filmów prezentujących wyjątkowe cechy tego futurystycznego manipulatora niemieckiego producenta i jego następnych wersji (transformacje możecie zobaczyć na poniższym filmie).

Technologia rozwija się dziś tak szybko, że artykuły pisane rok czy 2 temu już dziś są całkowicie przestarzałe dlatego trochę je zaktualizowałem 🙂


BHS nie został zaprojektowany z myślą o zastosowaniu go przy procesach spawania, manipulowania ciężkimi obiektami lub wykonywania innych, typowych dla ciężkich manipulatorów zadań. Pomysł był tutaj inny. Konstruktorzy doszli do wniosku, że robot współpracujący z człowiekiem np. na linii montażowej czy nawet w mniejszych warsztatach – Festo wypuściło plakaty z wizerunkiem mechanika samochodowego wspieranego przez BHS (9) – mógłby znacznie przyspieszyć proces składania produktów. Tego typu ramię mogłoby podawać człowiekowi bezpośrednio do ręki elementy w kolejności składania lub narzędzia, nawet o bardzo niestandardowym kształcie czy delikatnej konstrukcji.

czytaj dalej: Historia robotów cz.3 – roboty współpracujące


Na koniec chciałbym oficjalnie podziękować Jadwidze Woźnik, która to pomogła mi w tym obszernym tekście poradzić sobie z wyzwaniami j. polskiego (czyli wykonała korektę tekstu) i zaprosić Ci do kolejnej części  artykułu.


Odwołania:

1. Britannica Encyklpedia. www.britannica.com/. [Online] 12 01 2017. https://www.britannica.com/biography/Ctesibius-of-Alexandria.
2. Challoner Jack. 1001 Wynalazków które zminiły świat. Poznań : Elipsa, 2009.
3. http://encyklopedia.pwn.pl. Encyklpedia PWN. [Online] [Zacytowano: 12 01 2017.] http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/robot;3968150.html.
4. Automata of Al-Jazari. Istanbul : The Topkapı Palace Museum, 2003.
5. www.ifr.org. [Online] International Federation of Robotics. http://www.ifr.org/history/.
6. Polski Komitet Normalizacyjny. sklep.pkn.p. [Online] 16 01 2017. http://sklep.pkn.pl/pn-en-iso-13482-2014-05e.html.
7. Broszura FESTO Bionic Handling Assistant 54778 en 4/2012.
8. Making Stuff Wilder. http://www.pbs.org, 2013.
9. http://www.dpaonthenet.net. [Online] [Zacytowano: 16 01 2017.] http://www.dpaonthenet.net/article/38543/Award-honours-commercial-development-of-elephant-s-trunk–bionic-handling-assistant.aspx.

Zostaw swoją ocenę
Poprzedni Następny

Jest tego więcej...


					LAOS - pomagamy Inne

LAOS - pomagamy

Po pierwsze EDUKACJA

W tym poście dowiesz się o co chodzi z akcją „Laos – po pierwsze edukacja”. Czego brakuje nam do pełni szczęścia i co oznacza odniesienie sukcesu w życiu. Dlaczego Laos i gdzie to właściwie leży? Kto to jest Keo i jakim cudem poznała Karolinę (jaką Karolinę?). Powiem Ci też dlaczego zwyczajne ołówki, zeszyty i kredki […]


					Podłączenie PLC do wirtualnego HMI PLC

Podłączenie PLC do wirtualnego HMI

Symulator HMI w praktyce

Z tej prezentacji dowiesz się jak: Panele HMI symulator Dla kogo? Jeżeli jesteś nauczycielem i chcesz nauczyć swoich uczniów tworzyć wizualizacje na panele HMI jednak szkoły nie stać na ich zakup. Jeżeli jesteś samoukiem i chcesz rozwijać się w domu bez inwestowania w sprzęt to wbudowany symulator HMI jest dla Ciebie. Jeżeli posiadasz sterownik s7-1200 […]


					Podziel się opinią Inne

Podziel się opinią

Co można zrobić lepiej ...

Jeżeli dotarłeś na tą stronę to znaczy, że albo uczestniczyłeś w jednym z naszych projektów albo właśnie skończyłeś czytać jedną z książek. Nadszedł tym samym czas, aby napisać co o tym sądzisz. Ponieważ pozytywne komentarze najbardziej motywują do dalszego tworzenia podobnych projektów, a negatywne umożliwiają dopracowywanie i wynoszenie ich na lepszy poziom. Teraz Twoja kolej! […]


					Liczniki PLC PLC

Liczniki PLC

Counter CTU, CTD, CTUD

Wstawianie liczników W celu wstawienia licznika do networku wystarczy wybrać dowolny z folderu „Counter operations” i kliknąć OK. Jeżeli chcesz tworzyć bardziej przejrzysty program przed kliknięciem „OK” możesz zmienić sugerowaną nazwę, która wyświetla się w wyskakującym oknie „Call options” np. „Licznik1”, „Zliczanie kliknięć” itp Do czego tak naprawdę służy okno „Call options”? To okno służy […]


					Historia maszyny parowej Artykuły

Historia maszyny parowej

i ewolucja zasady działania

Po kilku bardzo ciemnych wiekach w Europie (świat rozwijał się wtedy na Wschodzie tym bliższym i dalszym), zwanych dzisiaj Średniowieczem, gdzie całą swoją uwagę poświęcaliśmy wysławianiu Boga. Budowaniu ku jego chwale świątyń (dla architektury i budownictwa wcale to nie był ciemny okres) oraz wymyślaniu machin wojennych, aby mordować tych, którzy nie chcieli wierzyć w naszego […]


					CALM NED Szkoła 4.0

CALM NED

Metoda tworzenia slajdów

Jest to metoda przygotowywania materiałów edukacyjnych (głównie slajdów, choć w ten sposób tworzę także podręczniki i „ściągi”) bazująca na nieustającym wprowadzaniu usprawnień i eksperymentowaniu z przekazem, w celu uzyskiwania coraz lepszych efektów nauczania. CALM NED to akronim od:C – creative, A – and, L – logical, M – materialsN – never , E – ending, […]


					Bloczek MOVE PLC

Bloczek MOVE

Ruszyć, przesłać, przekopiować wartość

Jeden z najczęściej używanych bloczków, ponieważ jest to chyba najbardziej wszechstronny z bloczków. Z folderu MOVE na poziomie podstawowym (a takiego dotyczy ten podręcznik) powinieneś zainteresować się tylko jednym bloczkiem – „MOVE”. Bloczek MOVE jak sama nazwa wskazuje…. Co słownik bab.la ma na ten tematmove {czas.} PL przenieść ruszyć poruszyć ruszać przesunąć skłonić przesiąść się […]


					Filmy i programy edukacyjne Inne

Filmy i programy edukacyjne

dla dzieci

Najlepsze programy edukacyjne dla młodszego widza Lista w kolejności od najmłodszego widza do trochę starszego Bing (Polski – Kanał Oficjalny) Tej bajki nie trzeba przedstawiać żadnemu rodzicowi. Już nawet dwulatek jest w stanie wkręcić się w tą bajkę i wynieść z niej naukę dla siebie dotyczące codziennych problemów i zmagań (np. dzielenia się zabawkami, radzenia […]


					Zadanie PLC - Zliczanie uczniów PLC

Zadanie PLC - Zliczanie uczniów

Proste zadania aby utrwalić swoją wiedzę

Co musisz znać, aby wykonać to zadanie? Wiesz na czym polega detekcja zbocza Jak wyznaczać wolne zakresy w pamięci markerów Wiedzieć jak korzystać z bloczków matematycznych Potrafić konfigurować komparatory ZADANIE PLC dla początkujących programistów Sygnalizacja liczby uczniów Wykorzystując dotychczas poznane bloczki stwórz układ, który posłuży nam do zliczenia, ile uczniów weszło już do sali. Każdy […]


					Watch Table w TIA Portal PLC

Watch Table w TIA Portal

Tablica podglądania zmiennych

Po co mi to? Jak sama nazwa wskazuje, watch table służy do modyfikowania zmiennych (oraz ich podglądania). 😉 Tym samym przyda Ci się do sprawdzania stanów zmiennych, szukania błędów w programie, wysyłania wartości temperatur, prędkości obrotowych czy liczby sztuk do wyprodukowania do maszyn. Wszędzie Ci się przyda! Wstawianie nowej Watch table W projekcie domyślnie nie […]


					Element NOT - negacja PLC

Element NOT - negacja

Prostymi słowami

Jeżeli na wejście zestyku NOT dociera stan wysoki to na wyjściu będzie niski. Jeżeli na wejściu zestyku NOT jest stan niski (brak wysterowania) to na jego wyjściu pojawi się wysoki stan logiczny, który można użyć choćby do załączenia lampki. Jeżeli wiesz jak działa zestyk typu NC (normalnie zamknięty) to stosunkowo łatwo wyobrazić sobie, że tak […]


					CALM talks Nasze projekty

CALM talks

Porozmawiajmy o edukacji

Jeżeli trafiłeś na tą stronę to pewnie już wiesz o co chodzi w tym projekcie i możesz od razu wypełnić ankietę klikając w link zamieszczony w poniższym box-ie. Jeśli jednak nie do końca wiesz o co chodzi w projekcie CALM talks to zapraszam do lektury tego artykułu i na końcu wypełniania ankiety. Jeśli od razu […]

Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
Zamknij