טכנולוגיות רובוטיות מודרניות הן ענף מדעי דינמי ביותר, שמתפתח במהירות ומביא חידושים פורצי דרך מעניינים כמעט מדי שנה. רובוטים נמצאים בשימוש נפוץ בחיי היומיום שלנו כדי לעשות כל מיני דברים. מכונות דמויות אדם מיושמות בכל מקום, החל מ... תרופה אֶל ניהול משק בית ו ייצוררובוטים אלה יכולים להיות שונים זה מזה במאפייניהם, בתפקודיהם ובחזותם; חלקם נעים בין ראשוניים ופשוטים בבנייה לבין מסובכים מאוד וכמעט בלתי ניתנים להבחנה מבני אדם. נכון לעכשיו, יצירת רובוטים שנראים כמו בני אדם היא המטרה העיקרית של הרובוטיקה בכל רחבי העולם.
רובוטים בחיים האמיתיים
לרובוטים יש היקף שימושים רחב למדי. הם יכולים להיות שימושיים כמעט בכל תחום אפשרי בחיים.
רובוטים ברפואה
רובוטים משמשים לטיפול באנשים עם מוגבלויות מזה זמן רב. בפרט, תהליך הייצור של תותבות וגפיים מלאכותיות חדישות תלוי במידה רבה ברובוטיקה. התותבות העומדות בסטנדרטים הגבוהים של הרפואה כיום הן ניידות, ניידות, גמישות ומשמשות כתחליף איכותי לגפיים שאבדו. רבים מחלקי הגוף המלאכותיים הללו מנוהלים ישירות על ידי הדחפים האלקטרוניים של גוף המטופל. אבל זה לא כל מה ש... רובוטיקה יכולים להציע – ניתן למצוא רובוטים במחלקות כירורגיות, כמו גם במוסדות חינוך רבים לרופאים, ומגוון היישומים האפשריים שלהם רק גדל.
רובוטים בתעשיית התעופה והחלל
איש לא יטען שרובוטים צריכים למצוא את מקומם במשימות חקר חלל עתידיות כחלק בלתי נפרד מצוותי מסע בחלל. וגם אם נפנה להיסטוריה, אנו כבר יכולים לראות שרוב חקר החלל נערכו בפועל עם... עזרה של רובוטים, אז גם הרעיון הזה אינו דבר חדש. יש לנו אינספור רובוטי ירח, רובוטי מאדים ורובוטי אווטאר שעובדים עבורנו בחלל החיצון. אבל הגיוון של המכונות הללו לא מסתיים בכך, למעשה ישנם סוגים רבים ושונים של רובוטים שתוכננו במיוחד לתנאים הקיצוניים של החלל. הם יכולים לבצע משימות שאינן נגישות לבני אדם או כאלה שפשוט מסוכנות מדי.
מערכות אבטחה רובוטיות עצמאיות
יישום רובוטים מודרניים בתחום החיים הנוגעים לביטחון בני האדם הוכח כבעל ערך רב. לדוגמה, ישנם רובוטים שיכולים לאתר ולזהות סכנות אש פוטנציאליות ולחסל אותן, ובכך למנוע אסונות עוד לפני שהן מתרחשות.
ואנחנו לא צריכים לפסול את רובוטים המשתתפים בשירות צבאיהם משמשים לביצוע אימוני חיילים - למרות שלא עוצבו כך שיזכירו בני אדם כמו רובוטים מתקדמים אחרים, הם מושלמים בשחזור התנהגות ותגובות של אדם אמיתי. באמצעות מכונות אלה, מנהיגות צבאית יוצרת מצבים ותנאים הדומים מאוד ללחימה אמיתית.
רובוטים יכולים לבצע פעולות ריגול על אובייקטים שונים, מבלי למשוך תשומת לב לעצמם. בדרך זו, הם מורידים מעט מהעומס מכתפיהם של שוטרים, ומאפשרים להם לעסוק במשימות חשובות אחרות.
מכשירי רובוט במשקי בית ובתעשייה
קשה לדמיין מתקני ייצור מודרניים ו ייצור מפעלים ללא כל הרובוטים שהם משתמשים בהם. בדרך כלל, רובוטים אחראים לרוב העבודה הנעשית במפעלים אלה. אנו מדברים על מספר עצום של פעולות הדורשות דיוק תנועה מרבי וחזרות רבות, שמצטמצמות לתהליך רציף אחד במהירות גבוהה - תרחיש בלתי אפשרי עבור אדם. הטמעת רובוטים יכולה להגדיל את קצב הייצור של מגזרי ייצור שלמים, לשחרר עובדים אנושיים ולאפשר להם להשתלט על מטרות חשובות אחרות של הארגון.
רובוטים משמשים לעתים קרובות גם ב משקי בית כדי לעזור לבעלים בבישול, ניקיון ועבודות שגרתיות אחרות בבית. הנפוצים ביותר הם רובוטים של שואבי אבק ומכסחות דשא רובוטיות, אך ישנן גם מכונות אחרות שמבצעות משימות מורכבות הרבה יותר.
רובוטים בתעשיית הבידור
ישנם גם רובוטים שתוכננו אך ורק למטרה של בידור בני אדם. אלה בעיקר צעצועי ילדים שיכולים לשיר שיר או לבצע כמה תנועות ריקוד, צעצועי מכוניות עם שלט רחוק וכמה משחקים אינטראקטיביים. בשוק יש אפילו מה שנקרא רובוטים אמיתיים שיכולים לתקשר באמצעות דפוסי דיבור מתוסרטים, כך שנראה שלא כולם מיועדים לילדים אחרי הכל. עם זאת, ההבדל היחיד בין הדגמים למבוגרים לאלה לילדים הוא העיצוב והגודל של הצעצוע.
רובוטים מפורסמים
מאות חברות ברחבי העולם מייצרות מספר עצום של סוגים שונים של מנגנונים רובוטיים מדי יום. כדי שהרובוט שלכם יבלוט בין האחרים, הוא חייב להיות פנינה אמיתית בתחום הרובוטיקה. הנה כמה דוגמאות לעבודות כאלה, המפורסמות בזכות תפקידיהן הייחודיים.
אסימו
רובוט יפני זה פותח על ידי חברת הונדה. הונדה הייתה למעשה שחקנית פעילה למדי בתחום הרובוטיקה מאז שנות ה-80. המומחים שלהם הצליחו לבנות רובוט שתפס בהצלחה את כל תשומת הלב של כל מגזר הרובוטיקה במדע. עם משקל של 50 קילו וגובה של 1.5 מטרים, הבחור הזה היה מסוגל לנוע בכוחות עצמו, לעקוף מכשולים שונים ולבצע תוכניות פעולות מתוסרטות נוספות כמו הגשת כוס קפה לאדם.
ויגו
רובוט זה נשלט דרך רשת Wi-Fi והוא מה שנקרא מכשיר נוכחות מרחוק. הוא יכול לתקשר באמצעות מיקרופון, כמו גם לשמוע ולראות את סביבתו, מה שמאפשר לו לנוע בחופשיות. המנגנון פותח במיוחד כדי לשרת אנשים עם מוגבלויות שאינם מסוגלים לבצע מטלות יומיומיות בכוחות עצמם. אם הייתם מחברים את הרובוט הזה למכשירים מסוימים, הוא יוכל לשמש כמצלמה ניידת עצמאית. בעזרת טכנולוגיה זו, ילדים הלומדים כיום בבית יכולים להאזין לשיעורי בית הספר מביתם.
רובוי
רובוט זה פותח על ידי מומחים מציריך. יש לו גידים גמישים, מה שיוצר מראה אנתרופומורפי יותר. המעצבים ניסו להרכיב פנים שיבטאו רגשות, יחד עם חומר רך המשמש כעור, הוא נראה סביר. רובוט ריאליסטי זה פותח בתחילה כבן לוויה לאנשים בודדים הזקוקים לתשומת לב מסוימת מבחוץ.
קוראטאס
רובוט ענק זה שוקל כ-4.5 טון ומגיע לגובה מרתק של 4 מטרים. תנועתו מנוהלת על ידי בקר הממוקם בתא מיוחד - אך ניתן לשלוט בו גם מרחוק. עיצוב הרובוט מזכיר מיד דמות אנימה, פתרון די צפוי שהגיע מצד מהנדסים יפנים.
איי-קוב
אחד הרובוטים המתקדמים ביותר נבנה באיטליה. מבחוץ, הוא מזכיר מאוד אדם אמיתי כבר עכשיו. אבל אם תסתכלו לעומק על הפונקציונליות שלו, תגלו שהרובוט הזה מסוגל לזכור את שמו ואת שמותיהם של האנשים שהוא מדבר איתם, כמו גם את שמותיהם של חפצים שונים. יתר על כן, הוא יכול להסתגל לסביבתו ולנוע בחופשיות בעצמו.
ג'סטין מתגלגל
הרובוט "Rollin’ Justin" פותח על ידי המרכז הגרמני לחלל והחלל. הוא נשלט באמצעות טכנולוגיית נוכחות מרחוק, כאשר התוכנית מנוהלת מרחוק על ידי מפעיל דרך מסך הצג. הרובוט מגיע במגוון גרסאות דגמים, כולל הגרסה בעמידה ישרה.
ממה עשויים רובוטים
ישנם לא מעט חומרים שונים המשמשים לבניית רובוט. האפשרויות הנפוצות ביותר כוללות:
- אֲלוּמִינְיוּם
- פְּלָדָה
- פרספקס
- פּלָסטִי
- סיבי פחמן
- גומי סינתטי (משמש לייצוג עור מלאכותי ורקמת שריר ברובוטים מציאותיים).
בחירת החומרים תלויה ישירות בתפקודים הספציפיים של הרובוט ובתנאי העבודה שלו. ככל שהסביבה שבה הרובוט יעבוד גרועה יותר - כך החומרים חזקים וקשים יותר צריך להיות כדי להתנגד לבלאי.
רובוטים סינתטיים
בניית רובוטים סינתטיים או "רכים" היא אחד מכיווני העדיפות הגבוהים של מגזר הרובוטיקה המודרני, העובד על רובוטים מציאותיים. דמויות הומנואידים סינתטיות אלה מוגדרות בדרך כלל על ידי פני השטח החלקים שלהם, שנועד להידמות לעור אנושי. הן בנויות על עקרונות ביוניים ומתוכננות במיוחד לשימוש במקומות עבודה במגע הדוק עם בני אדם, בשל אפשרויות הטראומה הנמוכות בהרבה, בניגוד לעבודה קרובה למנגנון אנלוגי של מתכת ופלסטיק קשיח. הודות לעור המלאכותי ולרקמת השריר המשמשים בבניית הרובוטים, התוצאה הסופית היא אנתרופומורפית ביותר!
רובוטים נגד אנדרואידים
רובוטים אנדרואידיים הם רובוטים דמויי אדם שנראים בדיוק כמו בני אדם אמיתיים או לפחות מתוכננים להידמות להם במראה ובפעולות שלהם. דגמים כאלה נמצאים כעת בפיתוח פעיל על ידי יצרני רובוטים מובילים ומפורסמים רבים ברחבי העולם. רובוט רגיל, לעומת זאת, בדרך כלל נראה פחות כמו אדם ויש לו הרבה פחות פונקציות.
רובוטים הוכיחו את עצמם כיעילים במצבים בהם צריך לבצע עבודה חוזרת ונשנית במהירות, לבצע פעולות בדיוק גבוה או להרים חפצים כבדים. רובוט אנדרואיד הוא סוג של רובוט שניתן להקצות לו פעולות הדורשות אינטלקט, והוא יכול להתמודד עם משימות כמו תקשורת או מתן עזרה ישירה לאדם בתחומים שונים בחיים - יכולותיו מגוונות הרבה יותר בהשוואה לרובוטים רגילים שנועדו לבצע עבודה מבוססת תסריט בלבד.
רובוט נלווה לאינטראקציה אישית
רובוטים-מלווים נועדו לספק אינטראקציות מועילות ומתאימים חברתית בסביבה אמיתית. המשימה הראשונה והחשובה ביותר של רובוט כזה היא לשרת בני אדם ולעזור להם לבצע את שגרת חייהם. מעל הכל, רובוטים-מלווים, כפי שמשתמע משמם, נועדו עבור אנשים הזקוקים למישהו שיהיה שם בשבילם, אנשים עם צרכים ספציפיים: קשישים, אנשים עם מוגבלויות או אוטיסטים. רובוטים אלה יכולים להיות לעזר רב לנזקקים.
בשנים האחרונות, רובוטים בעלי מראה אנושי הופכים פופולריים יותר ויותר בקרב חובבים ואלו הסקרנים מספיק כדי לשים לב לרובוטים הקטנים והמצחיקים שחולקים כמה תכונות אנושיות ומעוררים באופן טבעי אהדה. תפקידם העיקרי של רובוטים אלה הוא לנהל שיחות עם כל מי שמדבר איתם. הם אמצעי תקשורת נהדר עבור אנשים עשירים, שלמרות זאת, בודדים ובעלי צורך דחוף לשתף את מחשבותיהם.
ישנם גם רובוטים-בני לוויה שנראים כמו חיות מחמד ביתיות הזמינים בשוק הרובוטים. אם כי, לרוב, הם משמשים רק כמגבירי מורל שאין להם הרבה יישום מעשי.
מהו הומנואיד
רובוטים-הומנואידים הם מכשירים שדומים לפחות באופן חלקי לבני אדם מבחוץ, גם אם אין להם שום פונקציות מיוחדות התומכות בכך. רובם מצוידים בידיים, רגליים, ראש ואפילו פנים. למרות העובדה שהרעיון של רובוטים אלה מקורו בימי קדם, ההישגים הבולטים ביותר בתחום זה הושגו בעשור האחרון.
אנוש אמיתי לא צריך רק להידמות לאדם מבחוץ, אלא גם להיות בעל מגוון של יכולות אוטונומיות כמו תנועה חופשית, הקשבה ודיבור עצמאי. ואולי התכונה החשובה ביותר של אנוש מודרני היא היכולת לחדד את כישוריו במהלך ביצוע פעולות מסוימות, בדיוק כפי שאדם אמיתי היה עושה.
איך להכין רובוט דמוי אדם
רובוטים רב-תכליתיים דמויי אדם הם מכונות מורכבות ביותר הדורשות ידע וניסיון רבים כדי להרכיב מודל ראוי. בניית רובוט כזה חייבת לכלול את מערכת השרירים והשלד, גפיים מכניות, מערכות זיהוי צליל וסביבה, כמו גם רשת נוירונים המסוגלת לאסוף ולעבד מידע מבחוץ. אלמנטים של מראה חיצוני כמו עורו ושיערו אינם הכרחיים ומשמשים יותר כחלק אסתטי מהמנגנון כולו, אך ניתן להתעלם מהם.
בניית רובוט דמוי אדם
לרוב הרובוטים יש כמה קווי דמיון. אלה כוללים, קודם כל, גופים זריזים המאפשרים להם לנוע בחופשיות. בחלק מהדגמים יש יותר אלמנטים ניידים בגופם, בחלקם ניתן להזיז רק את החלקים העיקריים, אך זה צריך להספיק כדי למנוע מהרובוט למעוד על מכשולים. ככלל, חלקי הגוף עשויים מתכת או פלסטיק המחוברים במערכת מפרקים בדיוק כמו עצמות אנושיות.
רובוטים נעים על ידי הפעלת המנועים הנכונים בזמן המתאים בצורה הרמונית. מניעת הנפילה של הרובוטים עם האף קדימה על הקרקע קשה יותר ממה שזה נראה, בתנאי שהם צריכים להישאר על רגליהם כל הזמן. חלקם משתמשים במנועים חשמליים, מפעילים ליניאריים, וסולנואידים, אחרים משתמשים במערכות הידראוליות פנאומטיות.
רובוט צריך מקור טעינה כדי להישאר פעיל. לרוב הרובוטים יש סוללות מובנות שניתן לטעון מרשת חשמל. לדגמים הידראוליים יש משאבות ליצירת מתח, בעוד שרובוטים פנאומטיים משתמשים במיכלים עם אוויר דחוס או במדחסים מיוחדים כדי לבצע את העבודה.
כל המנועים של הרובוט מתחברים לרשתות חשמל שנטענות מנועים אלקטרוניים וסולנואידים ישירות. כל מה שמחובר לרשת החשמל נשלט על ידי מחשב שמפעיל את הפרטים והשסתומים הדרושים. ניתן לשנות בקלות את התנהגות הרובוט פשוט על ידי שינוי התוכנית שהותקנה במערכת שלו.
למרות שלחלק מהדגמים יש את היכולת לשמוע צלילים, לראות תמונות, להריח עצמים ולחוש מגע בחיישנים שלהם, לא לכל רובוט יש מערכות כאלה. אבל החובה המוחלטת עבור רובוט מודרני היא היכולת לנוע - אחרת, הוא לא יכול להיחשב רובוט.
רובוטים אנושיים עתידיים
כרגע, לרובוטיקה יש כמה נתיבי פיתוח שונים שהיא יכולה ללכת בהם, אשר על פי תחזיות המומחים בתחום זה, יכולים להפוך למגמות העיקריות ב... עתיד הרובוטיקה בכללותה. אלה כוללים:
- שימוש בחומרים חדשים, דהיינו גליוט ניטרט (בייצור טרנזיסטורים) וגרפיט (בייצור יחידות הנעה);
- שימוש במקורות אנרגיה חדשים וכן בטכנולוגיית איסוף ואגירתה;
- רובוטים המקיימים אינטראקציה עם בני אדם, למשל, כדי לנהל תנועת מטוסים בלתי מאוישים;
- סיוע לרובוטים בניווט בתנאים קיצוניים;
- הגברת יעילות רשתות עצביות על ידי הגברת מורכבות המבנה והארכיטקטורה שלהן;
- יצירת אפשרויות לחקר תהליכים אלגוריתמיים ושימוש בשירותי ענן לחינוך המוני של רובוטים;
- שימוש בבינה מלאכותית לשכלול דפוסי תנועה;
- הטמעת רובוטים בתחומים שונים של חיי אדם כדי להגדיל את הרווחיות הפיננסית שלהם;
- התמקדות בפיתוח יכולות ואיכות של חיישנים.
בהתחשב בכך שההתפתחויות בכל התחומים המפורטים לעיל נעשות כעת, עובדה היא שבעתיד הקרוב עולם הרובוטיקה יפתיע אותנו עם כמה רובוטים ברמה גבוהה, בניגוד לכל מה שראינו עד כה.
כרגע, רובוטים דמויי אדם כבר מבצעים עבודה רבה בתחומים רבים בחיים. ובעתיד, נראה שמספרים אלה רק יגדלו. מגוון המשימות שרובוטים יוכלו לשמש עבורן רק יגדל יחד עם יכולותיהם. הם ישמשו לביצוע עבודות מסוכנות לבני אדם, לעבודות הדורשות ביצוע קפדני של משימות חוזרות ונשנות, לסיוע בקשישים וילדים, לחינוך ילדים ומבוגרים, ודברים רבים אחרים שרובוטים יכולים לבצע. ובזמן שיעשו את כל העבודות הללו עבור בני אדם, הרובוטים יתפתחו עוד יותר, מה שיפתח עוד ועוד אפשרויות לעתיד הרובוטיקה.