Moderní robotické technologie jsou extrémně dynamickým vědním odvětvím, které se rychle rozvíjí a téměř každý rok přináší zajímavé průlomové inovace. Roboti se v našem každodenním životě běžně používají k nejrůznějším činnostem. Stroje podobné lidem se používají všude od... lék na hospodaření a výrobníTito roboti se mohou lišit svými vlastnostmi, funkcemi a vzhledem; někteří z nich sahají od poměrně primitivních a jednoduchých konstrukcí až po velmi složité a téměř nerozeznatelné od lidí. V současné době je hlavním cílem robotiky na celém světě vytváření robotů, kteří vypadají jako lidé.
Roboti v reálném životě
Roboti mají poměrně široké uplatnění. Mohou být užiteční téměř ve všech možných oblastech života.
Roboti v medicíně
Roboti se k léčbě postižených osob používají již dlouhou dobu. Zejména proces výroby moderních protéz a umělých končetin je na robotice vysoce závislý. Protézy, které splňují dnešní vysoké standardy medicíny, jsou pohyblivé, mobilní, flexibilní a slouží jako kvalitní náhrada ztracených končetin. Mnoho z těchto umělých částí těla je manipulováno přímo elektronickými impulsy z těla pacienta. To ale není vše. robotika může nabídnout – roboty lze nalézt na chirurgických odděleních i v mnoha vzdělávacích institucích pro lékaře a škála jejich možných aplikací se jen rozrůstá.
Roboti v leteckém průmyslu
Nikdo nebude namítat, že by roboti měli najít své místo v budoucích vesmírných misích jako nepostradatelná součást posádek cestujících do vesmíru. A i když se uchýlíme k historii, už teď vidíme, že většina vesmírných průzkumů byla skutečně provedena s... pomoc robotů, takže ani tato myšlenka není nic nového. Ve vesmíru pro nás pracuje řada měsíčních roverů, marsovských roverů a avatarových robotů. Tím ale rozmanitost těchto strojů nekončí, ve skutečnosti existuje mnoho různých typů robotů navržených speciálně pro extrémní podmínky vesmíru. Mohou vykonávat úkoly, které jsou pro lidi nepřístupné, nebo ty, které jsou prostě příliš nebezpečné.
Nezávislé robotické bezpečnostní systémy
Zavedení moderních robotů do oblasti života týkající se bezpečnosti lidí se ukázalo jako velmi cenné. Existují například roboti, kteří dokáží lokalizovat a identifikovat potenciální nebezpečí požáru a eliminovat je, čímž předcházejí katastrofám ještě dříve, než k nim vůbec dojde.
A neměli bychom to zavrhovat roboti zapojení do vojenských služebPoužívají se k provádění výcviku vojáků – přestože nejsou navrženy tak, aby připomínaly lidské bytosti jako jiné špičkové roboty, dokonale napodobují chování a reakce skutečné osoby. Pomocí těchto strojů vytváří vojenské velení situace a podmínky, které jsou extrémně podobné skutečným nepřátelským akcím.
Roboti mohou provádět špionážní operace na různých objektech, aniž by na sebe vzbuzovali pozornost. Tímto způsobem odlehčují policistům a umožňují jim věnovat se jiným důležitým úkolům.
Robotické spotřebiče v domácnostech a výrobě
Je těžké si představit moderní výrobní zařízení a výrobní závody bez všech robotů, které používají. Roboti jsou obvykle zodpovědní za většinu práce v těchto závodech. Mluvíme o obrovském množství operací vyžadujících maximální přesnost pohybu a četných opakováních, které se scvrkávají na jediný nepřetržitý vysokorychlostní proces – což je pro člověka nemožný scénář. Zavedení robotů může zvýšit produktivitu celých výrobních odvětví, uvolnit lidské zaměstnance a umožnit jim převzít další důležité cíle podniku.
Roboti se také často používají v domácnosti pomáhat majitelům s vařením, úklidem a dalšími běžnými pracemi v domácnosti. Nejčastěji se používají robotické vysavače a robotické sekačky, ale existují i další stroje, které vykonávají mnohem složitější úkoly.
Roboti v zábavním průmyslu
Existují také roboti navržení výhradně pro zábavu lidí. Většinou se jedná o dětské hračky, které umí zpívat písničku nebo dělat pár tanečních pohybů, dále o autíčka na dálkové ovládání a některé interaktivní hry. Na trhu jsou dokonce i takzvaní skuteční roboti, kteří dokáží komunikovat pomocí naprogramovaných řečových vzorců, takže se zdá, že ne všichni jsou nakonec určeni pro děti. Jediný rozdíl mezi modely pro dospělé a těmi pro děti je však design a velikost hračky.
Slavní roboti
Stovky firem po celém světě denně vyrábějí obrovské množství různých druhů robotických mechanismů. Aby váš robot vynikal mezi ostatními, musí být skutečným klenotem v oblasti robotiky. Zde je několik příkladů takových děl, která jsou známá svými jedinečnými funkcemi.
Asimo
Tento japonský robot byl vyvinut společností Honda. Honda je v oblasti robotiky poměrně aktivním hráčem již od 80. let 20. století. Jejím specialistům se podařilo zkonstruovat robota, který úspěšně zaujal veškerou pozornost celého robotického vědeckého sektoru. S hmotností 50 kilogramů a výškou dosahující 1,5 metru se tento robot dokázal pohybovat sám, vyhýbat se různým překážkám a provádět další naprogramované akce, jako je například podávání kávy člověku.
VGo
Tento robot je ovládán přes Wi-Fi síť a jedná se o tzv. teleprezenční zařízení. Dokáže komunikovat pomocí mikrofonu a také slyšet a vidět své okolí, což mu umožňuje volný pohyb. Mechanismus byl vyvinut speciálně pro osoby se zdravotním postižením, které nejsou schopny samy vykonávat každodenní povinnosti. Pokud byste tohoto robota připojili k určitým zařízením, mohl by být použit jako samostatná přenosná kamera. S pomocí této technologie mohou děti, které v současné době vzdělávají děti doma, poslouchat školní výuku z domova.
Roboy
Tento robot byl vyvinut specialisty z Curychu. Má flexibilní šlachy, které mu vytvářejí antropomorfnější vzhled. Konstruktéři se snažili dát dohromady obličej, který by vyjadřoval emoce, a spolu s měkkým materiálem použitým jako kůže to vypadá slušně. Tento realistický robot byl původně navržen jako společník pro osamělé lidi, kteří potřebují trochu vnější pozornosti.
Kuratas
Tento obří robot váží asi 4,5 tuny a dosahuje fascinující výšky 4 metrů. Jeho pohyb je řízen ovladačem, který je umístěn ve speciální kabině – ale lze ho ovládat i na dálku. Design robota okamžitě připomíná anime postavičku, což je od japonských inženýrů poměrně očekávané řešení.
iCub
Jeden z nejmodernějších robotů byl vyroben v Itálii. Zvenku velmi připomíná skutečného člověka. Pokud se ale hlouběji podíváte na jeho funkčnost, zjistíte, že si tento robot dokáže vybavit své vlastní jméno a jména těch, s nimiž mluví, a také názvy různých objektů. Navíc se dokáže přizpůsobit svému okolí a volně se pohybovat sám.
Rollin' Justin
Robot Rollin’ Justin byl vyvinut Německým leteckým a kosmickým centrem. Je řízen technologií teleprezence, přičemž program je na dálku řízen operátorem prostřednictvím obrazovky monitoru. Robot se dodává v různých modelových modifikacích, včetně rovné verze.
Z čeho jsou roboti vyrobeni
Pro stavbu robota se používá poměrně dost různých materiálů. Mezi nejčastější možnosti patří:
- Hliník
- Ocel
- Plexisklo
- Plast
- Uhlíková vlákna
- Syntetický kaučuk (používaný k znázornění umělé kůže a svalové tkáně v realistických robotech).
Výběr materiálů přímo závisí na specifických funkcích robota a jeho pracovních podmínkách. Čím horší je prostředí, ve kterém bude robot pracovat – tím pevnější a houževnatější materiály by mělo být odolné proti opotřebení.
Syntetičtí roboti
Konstrukce syntetických neboli „měkkých“ robotů je jedním z prioritních směrů moderního sektoru robotiky, který se zabývá realistickými roboty. Tito syntetickí humanoidi se obecně vyznačují hladkým povrchem, který má připomínat lidskou kůži. Jsou postaveni na bionických principech a navrženi speciálně pro použití na pracovištích v těsném kontaktu s lidmi, a to z důvodu mnohem menší pravděpodobnosti traumatu ve srovnání s podobnými mechanismy z kovu a tvrdého plastu. Díky umělé kůži a svalové tkáni použité při konstrukci robotů je konečný výsledek vysoce antropomorfní!
Roboti vs. Androidi
Androidní roboti jsou humanoidní roboti, kteří vypadají přesně jako skuteční lidé, nebo jsou alespoň navrženi tak, aby se jim podobali svým vzhledem a chováním. Takové modely v současné době aktivně vyvíjí mnoho slavných předních výrobců robotů po celém světě. Normální robot se naopak obvykle člověku podobá méně a má mnohem méně funkcí.
Roboti se ukázali jako užiteční v situacích, kdy je potřeba rychle vykonat nějakou nekomplikovanou opakující se práci, provádět vysoce přesné operace nebo zvedat těžké předměty. Androidní robot je typ robota, kterému můžete přiřadit operace vyžadující intelekt. Dokáže se vypořádat s úkoly, jako je komunikace nebo poskytování přímé pomoci osobě v různých oblastech života – jeho schopnosti jsou mnohem rozmanitější ve srovnání s běžnými roboty určenými k vykonávání striktně skriptované práce.
Robot-společník pro osobní interakci
Roboti-společníci jsou navrženi tak, aby poskytovali užitečné sociálně vhodné interakce v reálném prostředí. Prvním a nejdůležitějším úkolem takového robota je sloužit lidem a pomáhat jim s jejich rutinou. Roboti-společníci, jak vyplývá z jejich názvu, byli navrženi především pro lidi, kteří potřebují někoho, kdo jim pomůže, pro lidi se specifickými potřebami: seniory, osoby se zdravotním postižením nebo autisty. Tito roboti mohou být velkou pomocí těm, kteří to potřebují.
V posledních letech se roboti vypadající jako lidé stávají stále populárnějšími mezi nadšenci a těmi, kteří jsou dostatečně zvědaví, aby věnovali pozornost legračním malým robotům, kteří sdílejí některé lidské rysy a přirozeně vzbuzují soucit. Hlavní funkcí těchto robotů je udržovat konverzaci s každým, kdo s nimi mluví. Jsou skvělým komunikačním prostředkem pro bohaté lidi, kteří jsou přesto osamělí a nutně potřebují sdílet své myšlenky.
Na trhu s roboty jsou k dispozici také roboti-společníci, kteří vypadají jako domácí mazlíčci. Často však slouží pouze jako povzbuzovači morálky s malým praktickým využitím.
Co je to humanoid
Roboti-humanoidi jsou zařízení, která se alespoň částečně zvenčí podobají lidem, i když nemají žádné speciální funkce, které by to potvrzovaly. Většina z nich je vybavena rukama, nohama, hlavou a dokonce i obličejem. Přestože koncept těchto robotů pochází z dávné minulosti, nejvýznamnější úspěchy v této oblasti byly dosaženy v posledním desetiletí.
Skutečný humanoid by se neměl jen zvenčí podobat člověku, ale měl by mít také řadu autonomních schopností, jako je volný pohyb, poslech a samostatný mluvení. A možná nejdůležitějším rysem moderního humanoida je schopnost zdokonalovat své dovednosti během provádění určitých akcí, stejně jako by to dělal skutečný člověk.
Jak vyrobit humanoidního robota
Všestranní roboti podobní člověku jsou extrémně složité stroje, jejichž sestavení slušného modelu vyžaduje značné množství znalostí a zkušeností. Konstrukce takového robota musí zahrnovat muskuloskeletální systém, mechanické končetiny, systémy rozpoznávání zvuku a prostředí a také neuronovou síť schopnou shromažďovat a zpracovávat informace zvenčí. Prvky vzhledu, jako je kůže a vlasy, nejsou nezbytné a slouží spíše jako estetická součást celého mechanismu, ale lze je ignorovat.
Postavte humanoidního robota
Většina robotů má určité podobnosti. Patří mezi ně v první řadě hbitá těla, která jim umožňují volný pohyb. Některé modely mají ve svém těle více pohyblivých prvků, jiné dokáží pohybovat pouze hlavními částmi, ale to musí stačit k tomu, aby robot nezakopl o překážky. Části těla jsou zpravidla vyrobeny z kovu nebo plastu, které jsou propojeny systémem kloubů, podobně jako lidské kosti.
Roboti se pohybují harmonickou aktivací správných ovladačů ve správný čas. Udržet roboty v chodu, aby nepadli nosem na zem, je těžší, než se může zdát, za předpokladu, že musí po celou dobu zůstat na nohou. Někteří používají elektromotory, lineární aktuátorya solenoidy, jiné používají hydraulické pneumatické systémy.
Robot musí mít zdroj nabíjení, aby zůstal aktivní. Většina robotů má integrované baterie, které lze nabíjet z elektrické sítě. Hydraulické modely mají čerpadla pro vytváření napětí, zatímco pneumatické používají k výkonu práce nádrže se stlačeným vzduchem nebo speciální kompresory.
Všechny motory robota se připojují k elektrickým sítím, které nabíjejí elektronické motory a přímo solenoidy. Vše, co je připojeno k síti, je řízeno počítačem, který aktivuje potřebné detaily a ventily. Chování robota lze snadno změnit pouhou změnou programu, který má nainstalovaný v systému.
Ačkoli některé modely dokáží slyšet zvuky, vidět obrazy, cítit čich k předmětům a cítit dotyk na svých senzorech, ne každý robot takové systémy má. Naprostou nutností moderního robota je však schopnost pohybu – jinak ho nelze považovat za robota.
Humanoidní roboti budoucnosti
V současné době má robotika několik různých cest vývoje, kterými se může vydat a které se podle prognóz odborníků v této oblasti mohou stát hlavními trendy v... budoucnost robotiky jako celek. Patří mezi ně:
- Použití nových materiálů, a to dusičnanu galiotového (při výrobě tranzistorů) a grafitu (při výrobě pohonných jednotek);
- Využívání nových zdrojů energie a také technologie jejího získávání a skladování;
- Roboti interagující s lidmi, například za účelem řízení provozu bezpilotních letadel;
- Pomoc robotům s navigací v extrémních podmínkách;
- Zvýšení efektivity neuronové sítě zvýšením složitosti její struktury a architektury;
- Vytváření možností pro studium algoritmických postupů a využití cloudových služeb pro hromadné vzdělávání robotů;
- Využití umělé inteligence pro zdokonalování pohybových vzorců;
- Implementace robotů v různých oblastech lidského života za účelem zvýšení jejich finanční ziskovosti;
- Soustředění se na rozvoj schopností a kvality senzorů.
Vzhledem k tomu, že ve všech výše uvedených oblastech v současné době probíhá vývoj, je faktem, že v nejbližší budoucnosti nás svět robotiky překvapí některými špičkovými roboty, které jsme dosud neviděli.
V současné době roboti podobní člověku již vykonávají spoustu práce v mnoha oblastech života. A v budoucnu se zdá, že tato čísla jen porostou. Spektrum úkolů, pro které lze roboty použít, se bude jen zvyšovat spolu s jejich schopnostmi. Budou používáni k vykonávání úkolů nebezpečných pro člověka, k úkolům, které vyžadují svědomité provádění opakujících se úkolů, k péči o starší lidi a děti, k vzdělávání dětí a dospělých a k mnoha dalším věcem, které mohou roboti vykonávat. A zatímco budou roboti vykonávat všechny tyto úkoly za lidi, budou se dále rozvíjet, což otevírá stále více a více perspektiv pro budoucnost robotiky.