Storia dei robot

1900modifica

A partire dal 1900, L. Frank Baum introdusse la tecnologia contemporanea nei libri per bambini della serie Oz. In The Wonderful Wizard of Oz (1900) Baum raccontò la storia del cyborg Tin Woodman, un boscaiolo umano che aveva le sue membra, testa e corpo sostituiti da un lattoniere dopo che la sua malvagia ascia li aveva recisi., In Ozma di Oz (1907) Baum descrive l’uomo a orologeria di rame Tik-Tok, che ha bisogno di essere continuamente avvolto e corre giù in momenti inopportuni. In The Patchwork Girl of Oz (1913) la moglie di un mago mette insieme un servo docile, ma alla ragazza Patchwork viene data un’overdose di intelligenza dal mago come sostituto dell’intelligenza.

1910modifica

Nella prima guerra mondiale furono usate armi telecomandate, basate sul lavoro di Nikola Tesla, che aveva costruito una barca elettrica che poteva essere controllata a distanza via radio.,

1920modifica

Il termine “robot” fu usato per la prima volta in un’opera teatrale pubblicata dal ceco Karel Čapek nel 1921. R. U. R. (i robot universali di Rossum) era una satira, i robot erano esseri biologici fabbricati che eseguivano tutto il lavoro manuale spiacevole. Secondo Čapek, la parola è stata creata da suo fratello Josef dalla parola robota, in lingua ceca che significa corvée e in slovacco un lavoro o lavoro. (Karel Čapek stava lavorando al suo spettacolo durante il suo soggiorno a Trenčianske Teplice in Slovacchia, dove suo padre lavorava come medico.) Il gioco R. U. R, ha sostituito l’uso popolare della parola “automa”.,

Westinghouse Electric Corporation costruì Televox nel 1926; era un ritaglio di cartone collegato a vari dispositivi che gli utenti potevano accendere e spegnere. Nel 1927 uscì Metropolis di Fritz Lang; il Maschinenmensch (“macchina-umana”), un robot umanoide ginoide, chiamato anche” Parodia”,” Futura”,” Robotrix”, o” Maria sosia ” (interpretata dall’attrice tedesca Brigitte Helm), fu il primo robot mai raffigurato su pellicola.

Il più famoso automa robotico giapponese fu presentato al pubblico nel 1927. Il Gakutensoku doveva avere un ruolo diplomatico., Azionato da aria compressa, potrebbe scrivere fluidamente e sollevare le palpebre. Molti robot sono stati costruiti prima degli albori dei servomeccanismi controllati dal computer, per scopi di pubbliche relazioni delle principali aziende. Queste erano essenzialmente macchine che potevano eseguire alcune acrobazie, come gli automi del 18 ° secolo. Nel 1928, uno dei primi robot umanoidi fu esposto alla mostra annuale della Model Engineers Society di Londra. Inventato da W. H., Richards, il robot – chiamato Eric – consisteva in una armatura in alluminio con undici elettromagneti e un motore alimentato da una fonte di alimentazione a 12 volt. Il robot potrebbe muovere le mani e la testa e potrebbe essere controllato tramite telecomando o controllo vocale.

1930modifica

I primi progetti di robot industriali furono messi in produzione negli Stati Uniti. Questi manipolatori avevano articolazioni modellate sulla cinetica umana spalla-braccio-polso per replicare i movimenti umani come tirare, spingere, premere e sollevare. I movimenti potrebbero essere controllati tramite la programmazione cam e switch. Nel 1938 Willard V., Pollard ha presentato la prima domanda di brevetto per un tale braccio, il “Position Controlling Apparatus” con controllori elettronici, cilindro pneumatico e motori che alimentavano sei assi di movimento. Ma la grande memoria del tamburo ha reso la programmazione dispendiosa in termini di tempo e difficile.

Nel 1939, il robot umanoide noto come Elektro apparve alla Fiera Mondiale. Sette piedi di altezza (2,1 m) e del peso di 265 libbre (120 kg), potrebbe camminare con comando vocale, parlare circa 700 parole (usando un giradischi a 78 giri), fumare sigarette, far saltare in aria palloncini e muovere la testa e le braccia., Il corpo era costituito da una camma ingranaggi in acciaio e scheletro motore coperto da una pelle di alluminio.

Nel 1939 Konrad Zuse costruì il primo computer elettromeccanico programmabile, gettando le basi per la costruzione di una macchina umanoide che ora è considerata un robot. L’applicazione paractica della logica binaria agli interruttori elettrici era stata dimostrata da Claude Shannon, ma la sua calcolatrice non era programmabile.

1940modifica

Nel 1941 e nel 1942, Isaac Asimov formulò le Tre Leggi della Robotica e nel processo coniò la parola “robotica”., Nel 1945 Vannevar Bush pubblicò As We May Think, un saggio che indagava il potenziale dell’elaborazione elettronica dei dati. Ha predetto l’ascesa di computer, word processor digitali, riconoscimento vocale e traduzione automatica. In seguito fu accreditato da Ted Nelson, l’inventore dell’ipertesto.

Nel 1943 Arturo Rosenblueth, Norbert Wiener e Julian Bigelow adottarono il sistema nervoso centrale umano come paradigma di controllo per i sistemi di armi automatiche. In tal modo hanno aperto la strada alla cibernetica (in greco steersman) e modellato l’elaborazione dei dati sul presupposto che un animale comunichi continuamente la sua esperienza sensoriale al suo sistema nervoso centrale come feedback automatico e involontario, in modo da poter regolare processi come respirazione, circolazione e digestione., Dopo la seconda guerra mondiale, in una conferenza sulla cibernetica del 1946, Warren McCulloch riunì un team di matematici, ingegneri informatici, fisiologi e psicologi per lavorare sul funzionamento della macchina usando i sistemi biologici come punto di partenza. Dopo la pubblicazione del suo libro nel 1948, l’idea di Wiener che i sistemi inanimati potessero simulare sistemi biologici e sociali attraverso l’uso di sensori portò all’adattamento delle teorie cibernetiche alle macchine industriali. Ma i servocomandi si sono dimostrati inadeguati nel raggiungere il livello di automazione desiderato.,

I primi robot autonomi elettronici con comportamento complesso furono creati da William Grey Walter del Burden Neurological Institute di Bristol, in Inghilterra, nel 1948 e nel 1949. Voleva dimostrare che le connessioni ricche tra un piccolo numero di cellule cerebrali potrebbero dare origine a comportamenti molto complessi – essenzialmente che il segreto di come il cervello ha funzionato stava nel modo in cui è stato cablato. I suoi primi robot, di nome Elmer e Elsie, furono costruiti tra il 1948 e il 1949 e furono spesso descritti come “tartarughe” a causa della loro forma e del lento ritmo di movimento., I robot tartaruga a tre ruote erano in grado di fototassi, con il quale potevano trovare la loro strada per una stazione di ricarica quando correvano a corto di carica della batteria.

Walter ha sottolineato l’importanza di usare l’elettronica puramente analogica per simulare i processi cerebrali in un momento in cui i suoi contemporanei come Alan Turing e John von Neumann stavano tutti volgendo verso una visione dei processi mentali in termini di calcolo digitale. Il lavoro di Walter ha ispirato le generazioni successive di ricercatori di robotica come Rodney Brooks, Hans Moravec e Mark Tilden., Le moderne incarnazioni delle “tartarughe” di Walter possono essere trovate sotto forma di robotica a RAGGI.

1950modifica

Nel 1951 Walter pubblicò il documento A Machine that learns, documentando come i suoi robot meccanici più avanzati agissero come agenti intelligenti dimostrando l’apprendimento riflesso condizionato.

Unimate, il primo robot digitalmente azionato e programmabile, è stato inventato da George Devol nel 1954 e “rappresenta il fondamento dell’industria robotica moderna.,”

In Giappone, i robot sono diventati popolari personaggi dei fumetti. I robot sono diventati icone culturali e il governo giapponese è stato spronato a finanziare la ricerca sulla robotica. Tra i personaggi più iconici c’era Astro Boy, a cui vengono insegnati sentimenti umani come amore, coraggio e insicurezza. Culturalmente, i robot in Giappone sono stati considerati come compagni di aiuto alle loro controparti umane.

L’introduzione dei transistor nei computer a metà degli anni 1950 ne ridusse le dimensioni e aumentò le prestazioni., Pertanto, il calcolo e la programmazione potrebbero essere incorporati in una gamma di applicazioni, inclusa l’automazione. Nel 1959 i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) hanno dimostrato la produzione assistita da computer.

1960sEdit

Devol vendette il primo Unimate alla General Motors nel 1960, e fu installato nel 1961 in uno stabilimento di Ewing Township, New Jersey per sollevare pezzi di metallo caldi da una macchina di pressofusione e metterli in liquido di raffreddamento., “Senza alcuna fanfara, il primo robot funzionante al mondo si unì alla catena di montaggio nello stabilimento General Motors di Ewing Township nella primavera del 1961… Era uno stampo di pressofusione automatizzato che lasciava cadere le maniglie delle porte roventi e altre parti di automobili in pozze di liquido di raffreddamento su una linea che le spostava verso i lavoratori per il taglio e la lucidatura.”Il brevetto di Devol per il primo braccio robotico programmabile ad azionamento digitale rappresenta il fondamento della moderna industria robotica.,

Il braccio Rancho è stato sviluppato come un braccio robotico per aiutare i pazienti disabili presso il Rancho Los Amigos Hospital di Downey, California; questo braccio controllato da computer è stato acquistato dalla Stanford University nel 1963. Nel 1967 il primo robot industriale è stato messo a uso produttivo in Giappone. Il robot Versatran era stato sviluppato da American Machine and Foundry. Un anno dopo un robot idraulico progettato da Unimation è stato messo in produzione da Kawasaki Heavy Industries., Marvin Minsky creò il braccio Tentacolo nel 1968; il braccio era controllato dal computer e le sue 12 articolazioni erano alimentate dall’idraulica. Nel 1969 lo studente di ingegneria meccanica Victor Scheinman creò il braccio Stanford, riconosciuto come il primo braccio robotico elettronico controllato da computer perché le istruzioni dell’Unimate erano memorizzate su un tamburo magnetico.

Alla fine del 1960 la guerra del Vietnam divenne il banco di prova per la tecnologia di comando automatizzato e reti di sensori. Nel 1966 fu proposta la linea McNamara con l’obiettivo di non richiedere praticamente forze di terra., Questa rete di sensori sismici e acustici, fotoriconnaissance e mine terrestri innescate da sensori è stata implementata solo parzialmente a causa dell’alto costo. Il primo robot mobile in grado di ragionare sui suoi dintorni, Shakey, è stato costruito nel 1970 dallo Stanford Research Institute (ora SRI International). Shakey ha combinato più ingressi di sensori, tra cui telecamere TV, telemetri laser e “sensori di urto” per navigare.,

1970modifica

Nei primi anni 1970 sono state sviluppate munizioni di precisione e armi intelligenti. Le armi sono diventate robotiche implementando la guida terminale. Alla fine della guerra del Vietnam furono dispiegate le prime bombe a guida laser, che potevano trovare il loro bersaglio seguendo un raggio laser puntato verso il bersaglio., Durante l’operazione Linebacker del 1972 le bombe a guida laser si dimostrarono efficaci, ma dipendevano ancora pesantemente dagli operatori umani. Le armi Fire-and-forget furono anche schierate per la prima volta nella guerra del Vietnam, una volta lanciate non fu richiesta ulteriore attenzione o azione da parte dell’operatore.

Lo sviluppo di robot umanoidi è stato avanzato considerevolmente dagli scienziati di robotica giapponesi negli anni ‘ 70. L’Università di Waseda ha avviato il progetto WABOT nel 1967 e nel 1972 ha completato il WABOT-1, il primo robot intelligente umanoide a scala reale al mondo., Il suo sistema di controllo degli arti gli permetteva di camminare con gli arti inferiori e di afferrare e trasportare oggetti con le mani, utilizzando sensori tattili. Il suo sistema di visione gli ha permesso di misurare distanze e direzioni agli oggetti usando recettori esterni, occhi artificiali e orecchie. E il suo sistema di conversazione gli ha permesso di comunicare con una persona in giapponese, con una bocca artificiale. Questo ha reso il primo Android.,

Freddy e Freddy II erano robot costruiti presso la University of Edinburgh School of Informatics da Pat Ambler, Robin Popplestone, Austin Tate e Donald Mitchie, ed erano in grado di assemblare blocchi di legno in un periodo di diverse ore. La società tedesca KUKA ha costruito il primo robot industriale al mondo con sei assi elettromeccanici, noto come FAMULUS.

Nel 1974, Michael J. Freeman ha creato Leachim, un insegnante robot che è stato programmato con la classe curriculare, così come alcune informazioni biografiche sui 40 studenti che Leachim è stato programmato per insegnare., Leachim aveva la capacità di sintetizzare il linguaggio umano. Leachim è stato testato in una classe di quarta elementare nel Bronx borough di New York City.

Nel 1974, David Silver progettò il braccio d’argento, che era capace di movimenti fini che replicavano le mani umane. Il feedback è stato fornito da sensori tattili e di pressione e analizzato da un computer. SCARA, braccio robotico per assemblaggio di conformità selettiva, è stato creato nel 1978 come braccio robotico efficiente a 4 assi. Utilizzato al meglio per raccogliere le parti e posizionarle in un’altra posizione, lo SCARA è stato introdotto nelle linee di assemblaggio nel 1981.,

Il carrello di Stanford attraversò con successo una stanza piena di sedie nel 1979. Si basava principalmente sulla visione stereo per navigare e determinare le distanze. L’Istituto di Robotica della Carnegie Mellon University è stato fondato nel 1979 da Raj Reddy.

1980modifica

Il robot umanoide P2 di Honda è stato mostrato per la prima volta nel 1996., In piedi per “Prototype Model 2”, P2 era parte integrante del progetto di sviluppo umanoide di Honda; alto oltre 6 piedi (1,8 m), P2 era più piccolo dei suoi predecessori e sembrava essere più umano nei suoi movimenti.

Previsto per funzionare solo per sette giorni, il rover Sojourner finalmente si spegne dopo 83 giorni di funzionamento nel 1997. Questo piccolo robot (solo 23 libbre o 10.,5 kg) ha eseguito operazioni semi-autonome sulla superficie di Marte come parte della missione Mars Pathfinder; dotato di un programma di prevenzione degli ostacoli, Sojourner era in grado di pianificare e navigare le rotte per studiare la superficie del pianeta. La capacità di Sojourner di navigare con pochi dati sul suo ambiente e dintorni nelle vicinanze ha permesso di reagire a eventi e oggetti non pianificati.

Il robot umanoide P3 è stato rivelato da Honda nel 1998 come parte del continuo progetto umanoide dell’azienda., Nel 1999, Sony ha introdotto l’AIBO, un cane robotico in grado di interagire con gli esseri umani; i primi modelli rilasciati in Giappone esauriti in 20 minuti. Honda ha rivelato il risultato più avanzato del loro progetto umanoide nel 2000, chiamato ASIMO. ASIMO può correre, camminare, comunicare con gli esseri umani, riconoscere i volti, l’ambiente, le voci e la postura, e interagire con il suo ambiente. Sony ha anche rivelato i suoi robot Sony Dream, piccoli robot umanoidi in sviluppo per l’intrattenimento., Nell’ottobre 2000, le Nazioni Unite stimarono che ci fossero 742.500 robot industriali nel mondo, di cui più della metà utilizzati in Giappone.

2001-presentEdit

Nell’aprile 2001, il Canadarm2 è stato lanciato in orbita e collegato alla Stazione Spaziale Internazionale. Il Canadarm2 è una versione più grande e più capace del braccio utilizzato dallo Space Shuttle, ed è salutato come “più intelligente”., Sempre nel mese di aprile, il veicolo aereo senza equipaggio Global Hawk fatto il primo volo autonomo non-stop sopra l’Oceano Pacifico da Edwards Air Force Base in California alla base RAAF Edimburgo nel sud dell’Australia. Il volo è stato fatto in 22 ore.

Il popolare Roomba, un aspirapolvere robotico, è stato rilasciato per la prima volta nel 2002 dalla società iRobot.,

Nel 2005, la Cornell University ha rivelato un sistema robotico di moduli a blocchi in grado di attaccare e staccare, descritto come il primo robot in grado di auto-replicarsi, perché era in grado di assemblare copie di se stesso se era posizionato vicino a più blocchi che lo componevano. Lanciati nel 2003, il 3 e 24 gennaio, i rover Spirit e Opportunity atterrarono sulla superficie di Marte. Entrambi i robot hanno guidato molte volte la distanza originariamente prevista, e Opportunity era ancora in funzione a metà 2018, anche se le comunicazioni sono state successivamente perse a causa di una grande tempesta di polvere.,

Le auto a guida autonoma avevano fatto la loro comparsa intorno al 2005, ma c’era spazio per miglioramenti. Nessuno dei 15 dispositivi in competizione nel DARPA Grand Challenge (2004) ha completato con successo il corso; infatti nessun robot ha navigato con successo oltre il 5% del corso off-road di 150 miglia (240 km), lasciando il premio di $1 milione non reclamato. Nel 2005, Honda ha rivelato una nuova versione del suo robot ASIMO, aggiornato con nuovi comportamenti e funzionalità. Nel 2006, la Cornell University ha rivelato il suo robot” Starfish”, un robot a quattro zampe in grado di modellarsi e imparare a camminare dopo essere stato danneggiato., Nel 2007, TOMY ha lanciato il robot di intrattenimento, i-sobot, un robot bipede umanoide che può camminare come un essere umano ed esegue calci e pugni e anche alcuni trucchi divertenti e azioni speciali in “Modalità azione speciale”.

Robonaut 2, l’ultima generazione degli aiutanti astronauti, è stato lanciato verso la stazione spaziale a bordo dello Space Shuttle Discovery nella missione STS-133 nel 2011., È il primo robot umanoide nello spazio, e anche se il suo compito principale per ora è insegnare agli ingegneri come si comportano i robot destrosi nello spazio; la speranza è che attraverso aggiornamenti e progressi, potrebbe un giorno avventurarsi fuori dalla stazione per aiutare i camminatori spaziali a fare riparazioni o aggiunte alla stazione o eseguire lavori scientifici.

Il 25 ottobre 2017 al Future Investment Summit di Riyadh, a un robot chiamato Sophia e indicato con pronomi femminili è stata concessa la cittadinanza saudita, diventando il primo robot ad avere una nazionalità., Ciò ha suscitato polemiche, in quanto non è ovvio se ciò implichi che Sophia possa votare o sposarsi, o se un arresto deliberato del sistema possa essere considerato un omicidio; anche, è controverso considerando quanto pochi diritti siano dati alle donne umane saudite.

I robot commerciali e industriali sono ora in uso diffuso che svolgono lavori più economici o con maggiore precisione e affidabilità rispetto agli esseri umani. Sono anche impiegati per compiti troppo sporchi, pericolosi o noiosi per essere adatti agli esseri umani., I robot sono ampiamente utilizzati nella produzione, assemblaggio e imballaggio, trasporto, esplorazione della Terra e dello spazio, chirurgia, armi, ricerca di laboratorio e produzione di massa di beni di consumo e industriali.

Nel 2019, gli ingegneri dell’Università della Pennsylvania hanno creato milioni di nanorobot in poche settimane utilizzando la tecnologia presa in prestito dai semiconduttori. Questi robot microscopici, abbastanza piccoli da essere iniettati ipodermicamente nel corpo umano e controllati in modalità wireless, potrebbero un giorno consegnare farmaci ed eseguire interventi chirurgici, rivoluzionando la medicina e la salute.,

Con i recenti progressi nell’hardware dei computer e nel software di gestione dei dati, anche le rappresentazioni artificiali degli esseri umani stanno diventando diffuse. Gli esempi includono OpenMRS e EMRBots.