Przyszłość ludzi staje się jasna: będą lokajami robotów.
Autorem tej pesymistycznej myśli jest Jules Romains, francuski poeta i eseista żyjący w latach 1885‑1972. Obecnie do dokonań robotyki podchodzimy z większą nadzieją i optymizmem - mamy bowiem do czynienia z realnymi dowodami na jej efektywność oraz na wzbogacenie edukacji o nowe rozwiązania.
Robotyka to dziedzina nauki i techniki zajmująca się zagadnieniami mechaniki, sterowania, projektowania, pomiarów, zastosowań oraz eksploatacji manipulatorówmanipulatorymanipulatorów i robotów. Obszar zastosowań robotyki jest bardzo szeroki i umożliwia rozwój dziedzin naukowych. Wiele dyscyplin naukowych, jak medycyna, astronomia czy oceanografia, korzysta z różnego typu urządzeń stworzonych i zaprogramowanych do wykonywania skomplikowanych czynności nieosiągalnych dla człowieka. Urządzenia te wykonują też wiele precyzyjnych prac lub zwalniają człowieka z niebezpiecznych czynności. Roboty penetrują obszary toksyczne lub środowiska pracy szkodliwe dla człowieka, biorą udział w precyzyjnych pomiarach terenu (np. badają skład i zawartość pierwiastków w glebie i powietrzu), monitorują rejony trudno dostępne lub szczególnie niebezpieczne.
R1XjnDtd6vtDI
Zdjęcie przedstawia robota – łazika marsjańskiego na pustynnym tle. Na brązowo – czerwonym podłożu widoczne są ciemne kamienie różnych kształtów. Łazik posiada sześć kół, po trzy koła z każdej strony. Na kołach znajduje się cała konstrukcja maszyny: płaska platforma z szeregiem wysięgników, czujników, anten i sięgającą w górę kolumną w kształcie litery T.
Łazik marsjański to rodzaj wielofunkcyjnego robota działającego w środowisku wciąż niedostępnym dla człowieka. Potrafi się samodzielnie poruszać i jest wyposażony w olbrzymią liczbę instrumentów naukowych. Urządzenia łazika, takie jak sondy, kamery, mikrofony itd. pozwalają mu skanować środowisko i analizować pochodzące zeń informacje.
Źródło: Łazik marsjański, dostępny w internecie: pixabay.com, domena publiczna.
Robotyka łączy wiele dziedzin, w tym informatykę, mechanikę i technikę. Wśród jej celów znajduje się również projektowanie inteligentnych maszyn.
Podstawowe pojęcia związane z robotyką
Ro66p79BJTfup
W zakładkach znajdują się trzy fotografie:
1. Zdjęcie przedstawia robota stojącego wewnątrz wysokiego pomieszczenia. Robot posiada cztery czarne koła, od którego odchodzą w górę cztery nogi zbudowane z białych, metalowych listew, połączonych ze sobą ukośnymi elementami konstrukcji. Zwieńczeniem tych nóg jest płaska platforma, na której siedzi mężczyzna w pomarańczowej koszulce. Od platformy biegnie pojedyncza kolumna zbudowana z takich samych listew, a na jej szczycie znajduje się konstrukcja, która przypomina swoim kształtem głowę żyrafy.
2. Zdjęcie przedstawia zdjęcie niewielkiego, białego manipulatora robotycznego z czarnymi i czerwonymi elementami. Posiada owalną stopę przymocowaną do drewnianego blatu, a wyżej znajduje się platforma z długim, przegubowym ramieniem sterczącym pionowo w górę. Na szczycie manipulatora znajduje się przymocowana szczotka do czyszczenia toalet. W tle widać pomieszczenie z blatami roboczymi i fotelami na kółkach oraz drzwi prowadzące do kolejnego pomieszczenia z regałem magazynowym.
3. Zdjęcie przedstawia białego robota humanoidalnego. Swoją postacią przypomina człowieka – posiada głowę, szyję, tułów, dwie ręce i dwie nogi zbudowane z tworzywa. Jego nogi są zgięte w kolanach, a ręce w łokciach. W dłoniach trzyma srebrną trąbkę, którą przykłada do ust.
W zakładkach znajdują się trzy fotografie:
1. Zdjęcie przedstawia robota stojącego wewnątrz wysokiego pomieszczenia. Robot posiada cztery czarne koła, od którego odchodzą w górę cztery nogi zbudowane z białych, metalowych listew, połączonych ze sobą ukośnymi elementami konstrukcji. Zwieńczeniem tych nóg jest płaska platforma, na której siedzi mężczyzna w pomarańczowej koszulce. Od platformy biegnie pojedyncza kolumna zbudowana z takich samych listew, a na jej szczycie znajduje się konstrukcja, która przypomina swoim kształtem głowę żyrafy.
2. Zdjęcie przedstawia zdjęcie niewielkiego, białego manipulatora robotycznego z czarnymi i czerwonymi elementami. Posiada owalną stopę przymocowaną do drewnianego blatu, a wyżej znajduje się platforma z długim, przegubowym ramieniem sterczącym pionowo w górę. Na szczycie manipulatora znajduje się przymocowana szczotka do czyszczenia toalet. W tle widać pomieszczenie z blatami roboczymi i fotelami na kółkach oraz drzwi prowadzące do kolejnego pomieszczenia z regałem magazynowym.
3. Zdjęcie przedstawia białego robota humanoidalnego. Swoją postacią przypomina człowieka – posiada głowę, szyję, tułów, dwie ręce i dwie nogi zbudowane z tworzywa. Jego nogi są zgięte w kolanach, a ręce w łokciach. W dłoniach trzyma srebrną trąbkę, którą przykłada do ust.
R10qmOCYI9QjK1
Na ilustracji znajduje się plama zbudowana ze splątanych, przypadkowo umieszczonych czarnych linii. Plama kształtem przypomina ludzki mózg.
Cybernetyka bada funkcje, procesy i przepływ informacji w systemach, których działania dążą do określonego celu.
Źródło: dostępny w internecie: pixabay.com, domena publiczna.
W dziedzinie robotyki można się spotkać z określeniem cybernetyka. Cybernetyka zajmuje się badaniem systemów sterowania i sposobami przekazywania informacji. Dziedzina ta jako pierwsza zajmowała się poszukiwaniem analogii między zasadami działania organizmów żywych, systemów społecznych i maszyn. Cybernetyka jest transdyscyplinarną dziedziną nauki, która odkryła wspólne prawa dla różnych dziedzin. Z niej wyłoniła się znana dziś dziedzina sztucznej inteligencji, która za jeden z celów stawia sobie stworzenie maszyny obdarzonej inteligencją nieodróżnialną od ludzkiej.
Rodzaje robotów
Ze względu na zastosowanie w edukacji rozróżniamy następujące rodzaje robotów:
naukowe,
szkoleniowe,
przemysłowe,
badawcze (przeznaczone np. do eksploracji dna oceanu czy przestrzeni kosmicznej).
R16j5v2Iy5Lbg1
Zdjęcie przedstawia robota humanoidalnego – Shalu. Ma on wygląd kobiecego popiersia. Na jego twarzy znajdują się oczy, nos i usta, jest ona pokryta beżowym tworzywem przypominającym ludzką skórę. Włosy na głowie robota są czarne, splecione w jeden warkocz, który spływa na jego prawe ramię. Ramiona i głowę postaci okrywa szary szal w różowe kwiaty, na szyi posiada naszyjnik z okrągłym wisiorem.
Shalu został stworzony w 2020 roku. Potrafi rozpoznawać i zapamiętywać ludzi i przedmioty. Interpretuje większość ludzkich emocji i umie się odpowiednio do nich zachować. Shalu odpowiada na rzeczowe pytania i prowadzi rozmowy oparte na scenariuszu, wykorzystując sztuczną inteligencję do zrozumienia znaczenia wypowiedzi.
Źródło: Robot Shalu inteligentny, wielojęzyczny, społeczny i edukacyjny robot humanoidalny z budowany z odpadów, dostępny w internecie: wikimedia.org, domena publiczna.
Jedną z odmian robotów naukowych są zaawansowane roboty humanoidalne. Są to roboty inspirowane ludzkimi zachowaniami, poruszające się podobnie jak człowiek, wykonujące wiele z podstawowych czynności, a także reagujące na niektóre z sytuacji, jakich doświadczamy w codziennym życiu.
Proces tworzenia takiego robota jest bardzo złożony i wymaga wnikliwego przygotowania merytorycznego w zakresie elektroniki, informatyki, robotyki, a także biologii i jej powiązań ze sztuczną inteligencją, zwłaszcza w kwestii sztucznych sieci neuronowych.
Urządzenia nazywane humanoidamihumanoidhumanoidami są szansą na zwiększenie wydajności w wielu dziedzinach. Szczególnie przydatne są w robotyce społecznej: pomagają w diagnostyce medycznej i opiece, np. przy rehabilitacji pacjentów.
Z uwagi na zastosowanie sztucznej inteligencji roboty humanoidalne mogą bowiem posłużyć w zautomatyzowanych procesach produkcyjnych, gdzie jest wymagana szczególnie wysoka precyzja ruchów oraz rygorystyczna kontrola jakości.
RH7ZlUYozvKSb
Zdjęcie przedstawia trzy osoby pochylające się nad otwartym laptopem. Z lewej strony znajduje się mężczyzna w ciemnej koszuli, blond włosami i w czarnych okularach, pośrodku widoczna jest kobieta w jasnoniebieskiej koszuli, z ciemnymi, długimi włosami, w czarnych okularach, uśmiechnięta i pochylona nad laptopem, a z prawej strony mężczyzna w niebieskiej koszuli, z okrągłą twarzą, rudymi, kręconymi włosami i zarostem na twarzy. Wokół nich znajdują się elementy związane z motoryzacją, między innymi kierownica obciągnięta białym materiałem.
Wielu szkoleniowców, chcąc zaprezentować możliwości sztucznej inteligencji, korzysta z robotów. Są też branże całkowicie oparte na robotyzacji, śledzące najnowsze trendy z zakresu mechatroniki.
Źródło: dostępny w internecie: pixabay.com, domena publiczna.
Gdzie uczyć się robotyki?
Robotyka jest kierunkiem studiów związanym z automatyką, automatyką maszyn i procesów, biorobotyką oraz informatyką i programowaniem. Poznanie zagadnień związanych z mobilnością robotów, jak również edukacja na temat zastosowań sztucznej inteligencji pozwala na tworzenie różnorodnych urządzeń dedykowanych sektorowi komercyjnemu (firmom, przedsiębiorstwom, zakładom przemysłowym), ale także indywidualnym użytkownikom.
RXP6trH4Z254I1
Zdjęcie przedstawia pojazd zbudowany z klocków Lego. Posiada cztery koła, przypominające prostopadłościan nadwozie zbudowane z klocków i wysięgnik z przodu. Na szczycie pojazdu stoi ludzik z Lego w czarnym ubraniu i szarym kapeluszu. Pojazd stoi na białym blacie, widoczna jest również dłoń ludzka, która dotyka jego tylnej części.
Lego prowadzi szkolenia z budowania robotów i produkuje odpowiednie do tego celu klocki. W zestawach znajduje się aplikacja do programowania, która prezentuje podstawowe zasady budowy maszyn i robotów.
Źródło: dostępny w internecie: pixabay.com, domena publiczna.
Z kolei dla pasjonatów organizowane są RoboCampyRoboCampRoboCampy, z których chętnie korzystają również nauczyciele i uczniowie chcący poszerzyć swoją wiedzę na temat nowych technologii. Dostęp do kursów czy warsztatów omawiających najistotniejsze kwestie robotyki możliwy jest także online – na podstawie otrzymanych materiałów można stworzyć własne repozytorium o interesujących nas rodzajach robotów.
Słownik
humanoid
humanoid
każdy byt, którego kształt przypomina ludzką postać; w robotyce za humanoidy uznaje się sztuczne organizmy (androidy), którym za sprawą oprogramowania oraz zastosowanych mechanizmów nadaje się cechy istot inteligentnych
RoboCamp
RoboCamp
szkolenie lub pakiet szkoleniowy dostępny online; celem kursu jest zapewnienie uczestnikom dostępu do multimedialnych materiałów dydaktycznych z zakresu robotyki
manipulatory
manipulatory
urządzenia robotyczne przeznaczone do wspomagania lub zastępowania człowieka przy wykonywaniu czynności manipulacyjnych; są zazwyczaj wykorzystywane w przemyśle produkcyjnym; mogą być sterowane ręcznie lub automatycznie za pomocą własnego lub zewnętrznego układu sterującego