Robô
Um robô é uma máquina—especialmente uma programável por um computador—capaz de realizar uma série complexa de ações automaticamente. Um robô pode ser guiado por um dispositivo de controle externo ou o controle pode estar embutido nele. Os robôs podem ser construídos para evocar a forma humana, mas a maioria dos robôs são máquinas de execução de tarefas, projetadas com ênfase na funcionalidade rígida, em vez da estética expressiva.
Os robôs podem ser autônomos ou semi-autônomos e variam de humanóides, como o Passo Avançado em Mobilidade Inovadora (ASIMO) da Honda e o Tosy Ping Pong Playing da TOSY Robô (TOPIO) para robôs industriais, robôs operacionais médicos, robôs de assistência ao paciente, robôs de terapia canina, robôs de enxame programados coletivamente, drones UAV como o General Atomics MQ-1 Predator e até nano robôs microscópicos. Ao imitar uma aparência realista ou automatizar movimentos, um robô pode transmitir uma sensação de inteligência ou pensamento próprio. Espera-se que coisas autônomas proliferem no futuro, com a robótica doméstica e o carro autônomo como alguns dos principais impulsionadores.
O ramo da tecnologia que lida com o projeto, construção, operação e aplicação de robôs, bem como sistemas de computador para seu controle, feedback sensorial e processamento de informações é a robótica. Essas tecnologias lidam com máquinas automatizadas que podem substituir humanos em ambientes perigosos ou processos de fabricação, ou assemelhar-se a humanos em aparência, comportamento ou cognição. Muitos dos robôs de hoje são inspirados pela natureza, contribuindo para o campo da robótica de inspiração biológica. Esses robôs também criaram um novo ramo da robótica: a robótica leve.
Desde a civilização antiga, existem muitos relatos de dispositivos automatizados configuráveis pelo usuário e até autômatos semelhantes a humanos e outros animais, como animatrônicos, projetados principalmente como entretenimento. À medida que as técnicas mecânicas se desenvolveram durante a era industrial, surgiram aplicações mais práticas, como máquinas automatizadas, controle remoto e controle remoto sem fio.
O termo vem de uma raiz eslava, robô-, com significados associados ao trabalho. A palavra 'robô' foi usado pela primeira vez para denotar um humanóide fictício em uma peça em língua tcheca de 1920 R.U.R. (Rossumovi Univerzální Roboti – Rossum's Universal Robots) por Karel Čapek, embora tenha sido o irmão de Karel, Josef Čapek, o verdadeiro inventor da palavra. A eletrônica evoluiu para a força motriz do desenvolvimento com o advento dos primeiros robôs eletrônicos autônomos criados por William Gray Walter em Bristol, Inglaterra, em 1948, bem como máquinas-ferramentas de controle numérico computadorizado (CNC) no final dos anos 1940 por John T. Parsons e Frank L. Stulen.
O primeiro robô digital e programável moderno foi inventado por George Devol em 1954 e gerou sua seminal empresa de robótica, a Unimation. O primeiro Unimate foi vendido para a General Motors em 1961, onde levantou peças de metal quente de máquinas de fundição sob pressão na Inland Fisher Guide Plant, na seção West Trenton de Ewing Township, Nova Jersey.
Os robôs substituíram os humanos na execução de tarefas repetitivas e perigosas que os humanos preferem não fazer, ou são incapazes de fazer devido a limitações de tamanho, ou que ocorrem em ambientes extremos, como o espaço sideral ou o fundo do mar. Existem preocupações sobre o uso crescente de robôs e seu papel na sociedade. Os robôs são culpados pelo aumento do desemprego tecnológico à medida que substituem os trabalhadores em um número crescente de funções. O uso de robôs em combate militar levanta questões éticas. As possibilidades de autonomia do robô e possíveis repercussões foram abordadas na ficção e podem ser uma preocupação realista no futuro.
Resumo
A palavra robô pode se referir tanto a robôs físicos quanto a agentes de software virtuais, mas os últimos geralmente são chamados de bots. Não há consenso sobre quais máquinas se qualificam como robôs, mas há um consenso geral entre os especialistas e o público de que os robôs tendem a possuir algumas ou todas as seguintes habilidades e funções: aceitar programação eletrônica, processar dados ou percepções físicas eletronicamente, operar de forma autônoma até certo ponto, mover-se, operar partes físicas de si mesmo ou processos físicos, sentir e manipular seu ambiente e exibir comportamento inteligente, especialmente comportamento que imita humanos ou outros animais. Relacionado ao conceito de robô está o campo da biologia sintética, que estuda entidades cuja natureza é mais comparável a seres vivos do que a máquinas.
História
A ideia de autômatos tem origem nas mitologias de muitas culturas ao redor do mundo. Engenheiros e inventores de civilizações antigas, incluindo a China Antiga, a Grécia Antiga e o Egito Ptolemaico, tentaram construir máquinas auto-operadas, algumas parecidas com animais e humanos. As primeiras descrições de autômatos incluem as pombas artificiais de Archytas, os pássaros artificiais de Mozi e Lu Ban, um animal "falante" autômato de Hero de Alexandria, um autômato de lavatório de Filo de Bizâncio e um autômato humano descrito no Lie Zi.
Primeiros passos
Muitas mitologias antigas e a maioria das religiões modernas incluem pessoas artificiais, como os servos mecânicos construídos pelo deus grego Hefesto (Vulcano para os romanos), os golems de argila da lenda judaica e os gigantes de argila da lenda nórdica, e Galatea, a estátua mítica de Pigmalião que ganhou vida. Desde cerca de 400 aC, os mitos de Creta incluem Talos, um homem de bronze que guardava a ilha dos piratas.
Na Grécia antiga, o engenheiro grego Ctesibius (c. 270 aC) "aplicou um conhecimento de pneumática e hidráulica para produzir o primeiro órgão e relógios de água com figuras em movimento." No século 4 aC, o matemático grego Archytas de Tarentum postulou um pássaro mecânico operado a vapor que ele chamou de "O Pombo". Herói de Alexandria (10–70 dC), um matemático e inventor grego, criou vários dispositivos automatizados configuráveis pelo usuário e descreveu máquinas movidas por pressão de ar, vapor e água.
O Lokapannatti do século 11 conta como as relíquias do Buda foram protegidas por robôs mecânicos (bhuta vahana yanta), do reino de Roma visaya (Roma); até que foram desarmados pelo rei Ashoka.
Na China antiga, o texto do século III do Lie Zi descreve um relato de autômatos humanóides, envolvendo um encontro muito anterior entre o imperador chinês, o rei Mu de Zhou, e um engenheiro mecânico conhecido como Yan Shi, um 'artífice'. Yan Shi orgulhosamente presenteou o rei com uma figura em tamanho real em forma humana de sua "obra manual" mecânica. feito de couro, madeira e órgãos artificiais. Há também relatos de autômatos voadores no Han Fei Zi e em outros textos, que atribuem ao filósofo moísta do século V aC Mozi e seu contemporâneo Lu Ban a invenção de pássaros artificiais de madeira (ma yuan ) que poderia voar com sucesso.
_(20481431946).jpg)
Em 1066, o inventor chinês Su Song construiu um relógio de água em forma de torre que apresentava estatuetas mecânicas que marcavam as horas. Seu mecanismo tinha uma bateria eletrônica programável com pinos (cams) que esbarravam em pequenas alavancas que operavam instrumentos de percussão. O baterista pode ser feito para tocar diferentes ritmos e diferentes padrões de bateria, movendo as cravelhas para diferentes locais.
Samarangana Sutradhara, um tratado sânscrito de Bhoja (século XI), inclui um capítulo sobre a construção de dispositivos mecânicos (autômatos), incluindo abelhas e pássaros mecânicos, fontes em forma de humanos e animais e bonecos masculinos e femininos que reenchiam lamparinas a óleo, dançavam, tocavam instrumentos e encenavam cenas da mitologia hindu.
O cientista muçulmano do século XIII Ismail al-Jazari criou vários dispositivos automatizados. Ele construiu pavões móveis automatizados movidos por energia hidrelétrica. Ele também inventou os primeiros portões automáticos conhecidos, movidos por energia hidrelétrica, criou portas automáticas como parte de um de seus elaborados relógios de água. Um dos autômatos humanóides de al-Jazari era uma garçonete que servia água, chá ou bebidas. A bebida era armazenada em um tanque com reservatório de onde a bebida escorria para um balde e, após sete minutos, para um copo, após o qual a garçonete surgia por uma porta automática servindo a bebida. Al-Jazari inventou um autômato para lavar as mãos incorporando um mecanismo de descarga agora usado em vasos sanitários modernos. Possui um autômato humanóide feminino em pé ao lado de uma bacia cheia de água. Quando o usuário puxa a alavanca, a água escoa e o autômato fêmea volta a encher a bacia.
Mark E. Rosheim resume os avanços em robótica feitos por engenheiros muçulmanos, especialmente al-Jazari, da seguinte forma:
Ao contrário dos desenhos gregos, estes exemplos árabes revelam um interesse, não só na ilusão dramática, mas na manipulação do ambiente para o conforto humano. Assim, a maior contribuição que os árabes fizeram, além de preservar, disseminar e construir sobre o trabalho dos gregos, foi o conceito de aplicação prática. Este foi o elemento chave que faltava na ciência robótica grega.
No século 14, a coroação de Ricardo II da Inglaterra apresentava um anjo autômato.
Na Itália renascentista, Leonardo da Vinci (1452–1519) esboçou planos para um robô humanóide por volta de 1495. Os cadernos de Da Vinci, redescobertos na década de 1950, continham desenhos detalhados de um cavaleiro mecânico agora conhecido como Leonardo.;s robô, capaz de sentar-se, agitar os braços e mover a cabeça e a mandíbula. O desenho foi provavelmente baseado em pesquisas anatômicas registradas em seu Homem Vitruviano. Não se sabe se ele tentou construí-lo. De acordo com a Encyclopædia Britannica, Leonardo da Vinci pode ter sido influenciado pelos autômatos clássicos de al-Jazari.
No Japão, animais complexos e autômatos humanos foram construídos entre os séculos 17 e 19, com muitos descritos no século 18 Karakuri zui (Illustrated Machinery, 1796). Um desses autômatos era o karakuri ningyō, uma marionete mecanizada. Existiam diferentes variações dos karakuri: os Butai karakuri, que eram usados no teatro, os Zashiki karakuri, que eram pequenos e usados em casas, e os Dashi karakuri que eram utilizados em festas religiosas, onde as marionetas eram utilizadas para encenações de mitos e lendas tradicionais.
Em França, entre 1738 e 1739, Jacques de Vaucanson expôs vários autómatos em tamanho natural: um flautista, um tocador de flauta e um pato. O pato mecânico podia bater as asas, esticar o pescoço e engolir comida da mão do expositor, e dava a ilusão de digerir sua comida excretando matéria armazenada em um compartimento oculto. Cerca de 30 anos depois, na Suíça, o relojoeiro Pierre Jaquet-Droz fez várias figuras mecânicas complexas que podiam escrever e tocar música. Vários desses dispositivos ainda existem e funcionam.
Sistemas controlados remotamente
Veículos operados remotamente foram demonstrados no final do século 19 na forma de vários tipos de torpedos controlados remotamente. O início da década de 1870 viu torpedos controlados remotamente por John Ericsson (pneumático), John Louis Lay (guiado por fio elétrico) e Victor von Scheliha (guiado por fio elétrico).
O torpedo Brennan, inventado por Louis Brennan em 1877, era movido por duas hélices de contra-rotação que eram giradas puxando rapidamente fios de tambores enrolados dentro do torpedo. A velocidade diferencial nos fios conectados à estação costeira permitiu que o torpedo fosse guiado até seu alvo, tornando-o "o primeiro míssil guiado prático do mundo". Em 1897, o inventor britânico Ernest Wilson obteve a patente de um torpedo controlado remotamente por "Hertzian" (rádio) ondas e em 1898 Nikola Tesla demonstrou publicamente um torpedo controlado sem fio que ele esperava vender para a Marinha dos Estados Unidos.
Em 1903, o engenheiro espanhol Leonardo Torres Quevedo demonstrou um sistema de rádio controle chamado "Telekino" na Academia de Ciências de Paris, que ele queria usar para controlar um dirigível de seu próprio projeto. Ao contrário dos mecanismos anteriores, que realizavam ações do tipo 'liga/desliga' tipo, Torres desenvolveu um sistema para controlar qualquer dispositivo mecânico ou elétrico com múltiplos estados de operação. O transmissor do Telekino podia enviar até 19 comandos diferentes ao receptor, que era capaz de interpretar e executar as ordens implícitas nos códigos transmitidos por ondas eletromagnéticas.
Archibald Low, conhecido como o "pai dos sistemas de orientação por rádio" por seu trabalho pioneiro em foguetes e aviões guiados durante a Primeira Guerra Mundial. Em 1917, ele demonstrou uma aeronave de controle remoto para o Royal Flying Corps e no mesmo ano construiu o primeiro foguete guiado por fio.
Primeiros robôs
Em 1928, um dos primeiros robôs humanóides, Eric, foi exibido na exposição anual da Model Engineers Society em Londres, onde fez um discurso. Inventado por W. H. Richards, a estrutura do robô consistia em uma armadura de alumínio com onze eletroímãs e um motor alimentado por uma fonte de energia de doze volts. O robô pode mover as mãos e a cabeça e pode ser controlado por controle remoto ou controle de voz. Tanto Eric quanto seu "irmão" George viajou pelo mundo.
A Westinghouse Electric Corporation construiu a Televox em 1926; era um recorte de papelão conectado a vários dispositivos que os usuários podiam ligar e desligar. Em 1939, o robô humanóide conhecido como Elektro foi lançado na Feira Mundial de Nova York de 1939. Sete pés de altura (2,1 m) e pesando 265 libras (120,2 kg), podia andar por comando de voz, falar cerca de 700 palavras (usando um toca-discos de 78 rpm), fumar cigarros, encher balões e mover a cabeça e os braços. O corpo consistia em uma engrenagem de aço, came e esqueleto do motor coberto por uma pele de alumínio. Em 1928, o primeiro robô do Japão, Gakutensoku, foi projetado e construído pelo biólogo Makoto Nishimura.
A bomba voadora alemã V-1 estava equipada com sistemas de orientação automática e controle de alcance, voando em um curso predeterminado (que poderia incluir uma curva de 90 graus) e entrando em um mergulho terminal após uma distância predeterminada. Foi relatado como sendo um 'robô' em descrições contemporâneas
Robôs autônomos modernos
Os primeiros robôs eletrônicos autônomos com comportamento complexo foram criados por William Gray Walter do Burden Neurological Institute em Bristol, Inglaterra, em 1948 e 1949. Ele queria provar que conexões ricas entre um pequeno número de células cerebrais poderiam dar origem a muito comportamentos complexos – essencialmente que o segredo de como o cérebro funcionava estava em como ele era conectado. Seus primeiros robôs, chamados Elmer e Elsie, foram construídos entre 1948 e 1949 e eram frequentemente descritos como tartarugas devido ao seu formato e baixa taxa de movimentação. movimento. Os robôs tartaruga de três rodas eram capazes de fototaxia, por meio da qual podiam encontrar o caminho para uma estação de recarga quando ficavam com pouca bateria.
Walter enfatizou a importância de usar eletrônica puramente analógica para simular processos cerebrais em uma época em que seus contemporâneos, como Alan Turing e John von Neumann, estavam todos se voltando para uma visão dos processos mentais em termos de computação digital. Seu trabalho inspirou gerações subsequentes de pesquisadores em robótica, como Rodney Brooks, Hans Moravec e Mark Tilden. As encarnações modernas das tartarugas de Walter podem ser encontradas na forma de robótica BEAM.
O primeiro robô programável e operado digitalmente foi inventado por George Devol em 1954 e acabou sendo chamado de Unimate. Em última análise, isso lançou as bases da indústria robótica moderna. A Devol vendeu o primeiro Unimate para a General Motors em 1960 e foi instalado em 1961 em uma fábrica em Trenton, Nova Jersey, para levantar peças quentes de metal de uma máquina de fundição sob pressão e empilhá-las. A patente de Devol para o primeiro braço robótico programável operado digitalmente representa a base da indústria de robótica moderna.
O primeiro robô de paletização foi introduzido em 1963 pela Fuji Yusoki Kogyo Company. Em 1973, um robô com seis eixos acionados eletromecanicamente foi patenteado pela robótica KUKA na Alemanha, e o braço de manipulação universal programável foi inventado por Victor Scheinman em 1976, e o projeto foi vendido para a Unimation.
Robôs comerciais e industriais estão agora em uso generalizado realizando trabalhos mais baratos ou com maior precisão e confiabilidade do que os humanos. Eles também são empregados para trabalhos que são muito sujos, perigosos ou monótonos para serem adequados para humanos. Os robôs são amplamente utilizados na fabricação, montagem e embalagem, transporte, exploração da terra e do espaço, cirurgia, armamento, pesquisa de laboratório e produção em massa de bens de consumo e industriais.
Desenvolvimento futuro e tendências
Várias técnicas surgiram para desenvolver a ciência da robótica e dos robôs. Um método é a robótica evolutiva, na qual vários robôs diferentes são submetidos a testes. Aqueles que apresentam melhor desempenho são usados como modelo para criar uma "geração" de robôs. Outro método é a robótica de desenvolvimento, que rastreia mudanças e desenvolvimento dentro de um único robô nas áreas de resolução de problemas e outras funções. Outro novo tipo de robô foi introduzido recentemente, que atua tanto como smartphone quanto como robô e é chamado de RoboHon.
À medida que os robôs se tornam mais avançados, eventualmente pode haver um sistema operacional de computador padrão projetado principalmente para robôs. O Robot Operating System (ROS) é um conjunto de software de código aberto desenvolvido na Universidade de Stanford, no Instituto de Tecnologia de Massachusetts e na Universidade Técnica de Munique, Alemanha, entre outros. O ROS fornece maneiras de programar a navegação e os membros de um robô, independentemente do hardware específico envolvido. Ele também fornece comandos de alto nível para itens como reconhecimento de imagem e até mesmo abertura de portas. Quando o ROS é inicializado no computador de um robô, ele obtém dados sobre atributos como o comprimento e o movimento do corpo do robô. membros. Ele retransmitiria esses dados para algoritmos de nível superior. A Microsoft também está desenvolvendo um "Windows para robôs" sistema com seu Robotics Developer Studio, que está disponível desde 2007.
O Japão espera ter a comercialização em larga escala de robôs de serviço até 2025. Muita pesquisa tecnológica no Japão é liderada por agências governamentais japonesas, particularmente o Ministério do Comércio.
Muitas aplicações futuras da robótica parecem óbvias para as pessoas, mesmo que estejam muito além das capacidades dos robôs disponíveis no momento da previsão. Já em 1982, as pessoas estavam confiantes de que um dia os robôs iriam: 1. Limpar as peças removendo a rebarba de moldagem 2. Pintar automóveis com spray sem absolutamente nenhuma presença humana 3. Embalar coisas em caixas - por exemplo, orientar e aninhar bombons de chocolate em caixas de doces 4. Fazer cablagens elétricas 5. Carregar caminhões com caixas – um problema de empacotamento 6. Manusear mercadorias leves, como roupas e sapatos 7. Tosquiar ovelhas 8. prótese 9. Cozinhar fast food e trabalhar em outras indústrias de serviço 10. Robô doméstico.
Geralmente, essas previsões são excessivamente otimistas na escala de tempo.
Novas funcionalidades e protótipos
Em 2008, a Caterpillar Inc. desenvolveu um caminhão basculante que pode dirigir sozinho sem qualquer operador humano. Muitos analistas acreditam que os caminhões autônomos podem eventualmente revolucionar a logística. Em 2014, a Caterpillar tinha um caminhão basculante autônomo que deve mudar muito o processo de mineração. Em 2015, esses caminhões Caterpillar foram usados ativamente em operações de mineração na Austrália pela mineradora Rio Tinto Coal Australia. Alguns analistas acreditam que, nas próximas décadas, a maioria dos caminhões será autônoma.
Um alfabetizado ou 'robô leitor' chamada Marge tem inteligência que vem do software. Ela pode ler jornais, encontrar e corrigir palavras com erros ortográficos, aprender sobre bancos como o Barclays e entender que alguns restaurantes são lugares melhores para comer do que outros.
Baxter é um novo robô lançado em 2012 que aprende por orientação. Um trabalhador poderia ensinar a Baxter como executar uma tarefa movendo suas mãos no movimento desejado e fazendo com que Baxter as memorizasse. Mostradores, botões e controles extras estão disponíveis no braço da Baxter para mais precisão e recursos. Qualquer trabalhador comum pode programar o Baxter e isso leva apenas alguns minutos, ao contrário dos robôs industriais comuns que exigem programas extensos e codificação para serem usados. Isso significa que a Baxter não precisa de programação para operar. Nenhum engenheiro de software é necessário. Isso também significa que a Baxter pode ser ensinada a executar várias tarefas mais complicadas. Sawyer foi adicionado em 2015 para tarefas menores e mais precisas.
Protótipos de robôs de cozinha foram desenvolvidos e podem ser programados para preparação autônoma, dinâmica e ajustável de refeições discretas.
Etimologia
A palavra robô foi apresentada ao público pelo escritor tcheco entre guerras Karel Čapek em sua peça R.U.R. (Rossum's Universal Robots), publicado em 1920. A peça começa em uma fábrica que usa um substituto químico para o protoplasma para fabricar pessoas vivas e simplificadas chamadas robôs. A peça não não se concentram em detalhes na tecnologia por trás da criação dessas criaturas vivas, mas em sua aparência prefiguram ideias modernas de andróides, criaturas que podem ser confundidas com humanos. Esses trabalhadores produzidos em massa são descritos como eficientes, mas sem emoção, incapazes de pensamento original e indiferentes à autopreservação. A questão é se os robôs estão sendo explorados e as consequências da dependência humana do trabalho mercantilizado (especialmente depois que vários robôs especialmente formulados alcançam a autoconsciência e incitam robôs em todo o mundo a se levantarem contra os humanos).
O próprio Karel Čapek não cunhou a palavra. Ele escreveu uma breve carta em referência a uma etimologia no Oxford English Dictionary, na qual nomeou seu irmão, o pintor e escritor Josef Čapek, como seu verdadeiro criador.
Em um artigo no jornal tcheco Lidové noviny em 1933, ele explicou que originalmente queria chamar as criaturas de laboři ("trabalhadores", do latim trabalho). No entanto, ele não gostou da palavra e procurou o conselho de seu irmão Josef, que sugeriu "roboti". A palavra robota significa literalmente "corvée", "trabalho de servo", e figurativamente "trabalho penoso" ou "trabalho duro" em tcheco e também (mais geral) "trabalho", "trabalho" em muitas línguas eslavas (por exemplo: búlgaro, russo, sérvio, eslovaco, polonês, macedônio, ucraniano, tcheco arcaico, bem como robô em húngaro). Tradicionalmente, o robota (robô húngaro) era o período de trabalho que um servo (corvée) tinha para dar ao seu senhor, normalmente 6 meses por ano. A origem da palavra é a antiga Igreja eslava rabota "servidão" ("trabalho" em búlgaro, macedônio e russo contemporâneos), que por sua vez vem da raiz proto-indo-européia *orbh-. Robô é cognato da raiz alemã Arbeit (trabalho).
A pronúncia da palavra em inglês evoluiu relativamente rápido desde sua introdução. Nos Estados Unidos, durante o final dos anos 30 e início dos anos 40, a segunda sílaba era pronunciada com um longo "O" como "barco a remo." No final dos anos 50 e início dos anos 60, alguns o pronunciavam com um curto "U" como "row-but" enquanto outros usaram um "O" como "linha comprada." Nos anos 70, sua pronúncia atual "row-bot" havia se tornado predominante.
A palavra robótica, usada para descrever este campo de estudo, foi cunhada pelo escritor de ficção científica Isaac Asimov. Asimov criou as "Três Leis da Robótica" temas recorrentes em seus livros. Desde então, eles foram usados por muitos outros para definir as leis usadas na ficção. (As três leis são pura ficção, e nenhuma tecnologia ainda criada tem a capacidade de entendê-las ou segui-las e, de fato, a maioria dos robôs serve a propósitos militares, que são totalmente contrários à primeira lei e, muitas vezes, à terceira lei. "Pessoas pense nas leis de Asimov, mas elas foram criadas para apontar como um sistema ético simples não funciona. Se você ler os contos, cada um deles é sobre um fracasso e eles são totalmente impraticáveis, ", disse a Dra. Joanna Bryson, da Universidade de Bath.)
Robôs modernos
Robô móvel
Robôs móveis têm a capacidade de se mover em seu ambiente e não estão fixos em um local físico. Um exemplo de robô móvel de uso comum atualmente é o veículo guiado automaticamente ou veículo guiado automaticamente (AGV). Um AGV é um robô móvel que segue marcadores ou fios no chão, ou usa visão ou lasers. AGVs são discutidos mais adiante neste artigo.
Robôs móveis também são encontrados em ambientes industriais, militares e de segurança. Eles também aparecem como produtos de consumo, para entretenimento ou para realizar determinadas tarefas como aspirar. Os robôs móveis são o foco de muitas pesquisas atuais e quase todas as grandes universidades têm um ou mais laboratórios que se concentram na pesquisa de robôs móveis.
Os robôs móveis geralmente são usados em ambientes rigidamente controlados, como em linhas de montagem, porque têm dificuldade em responder a interferências inesperadas. Por causa disso, a maioria dos humanos raramente encontra robôs. No entanto, robôs domésticos para limpeza e manutenção são cada vez mais comuns dentro e ao redor de casas em países desenvolvidos. Os robôs também podem ser encontrados em aplicações militares.
Robôs industriais (manipulando)
Robôs industriais geralmente consistem em um braço articulado (manipulador multi-ligado) e um efetor final que está preso a uma superfície fixa. Um dos tipos mais comuns de efetor final é um conjunto de pinça.
A Organização Internacional de Padronização dá uma definição de um robô industrial manipulador na ISO 8373:
"um manipulador controlado automaticamente, reprogramável, multiuso, programável em três ou mais eixos, que pode ser fixo no local ou móvel para uso em aplicações de automação industrial."
Esta definição é usada pela Federação Internacional de Robótica, a Rede Europeia de Pesquisa em Robótica (EURON) e muitos comitês de padrões nacionais.
Robô de serviço
Os robôs industriais mais comuns são braços robóticos fixos e manipuladores usados principalmente para produção e distribuição de mercadorias. O termo "robô de serviço" é menos bem definido. A Federação Internacional de Robótica propôs uma definição provisória, "Um robô de serviço é um robô que opera semi ou totalmente autônomo para executar serviços úteis para o bem-estar de humanos e equipamentos, excluindo operações de fabricação."
Robôs educacionais (interativos)
Os robôs são usados como assistentes educacionais para professores. A partir da década de 1980, robôs como as tartarugas passaram a ser utilizados nas escolas e programados com a linguagem Logo.
Existem kits de robôs como Lego Mindstorms, BIOLOID, OLLO da ROBOTIS ou BotBrain. Os robôs educacionais podem ajudar as crianças a aprender matemática, física, programação e eletrônica. A robótica também foi introduzida na vida de alunos do ensino fundamental e médio na forma de competições de robôs com a empresa FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology). A organização é a base para as competições FIRST Robotics Competition, FIRST Tech Challenge, FIRST Lego League Challenge e FIRST Lego League Explore.
Também existiram robôs como o computador de ensino, Leachim (1974). Leachim foi um dos primeiros exemplos de síntese de fala usando o método de síntese Diphone. 2-XL (1976) era um jogo / brinquedo de ensino em forma de robô baseado na ramificação entre faixas audíveis em um toca-fitas de 8 faixas, ambos inventados por Michael J. Freeman. Mais tarde, o 8-track foi atualizado para fitas cassete e depois para digital.
Robô modular
Robôs modulares são uma nova geração de robôs projetados para aumentar o uso de robôs modularizando sua arquitetura. A funcionalidade e a eficácia de um robô modular são mais fáceis de aumentar em comparação com os robôs convencionais. Esses robôs são compostos por um único tipo de módulo idêntico, vários tipos diferentes de módulos idênticos ou módulos de formato semelhante, que variam em tamanho. Sua estrutura arquitetônica permite hiper-redundância para robôs modulares, pois podem ser projetados com mais de 8 graus de liberdade (DOF). Criar a programação, cinemática inversa e dinâmica para robôs modulares é mais complexo do que com robôs tradicionais. Os robôs modulares podem ser compostos de módulos em forma de L, módulos cúbicos e módulos em forma de U e H. A tecnologia ANAT, uma tecnologia robótica modular inicial patenteada pela Robotics Design Inc., permite a criação de robôs modulares a partir de módulos em forma de U e H que se conectam em uma cadeia e são usados para formar sistemas de robôs modulares heterogêneos e homogêneos. Esses "robôs ANAT" pode ser projetado com "n" DOF como cada módulo é um sistema robótico motorizado completo que se dobra relativamente aos módulos conectados antes e depois dele em sua cadeia e, portanto, um único módulo permite um grau de liberdade. Quanto mais módulos estiverem conectados entre si, mais graus de liberdade ele terá. Os módulos em forma de L também podem ser projetados em uma corrente e devem se tornar cada vez menores à medida que o tamanho da corrente aumenta, pois as cargas úteis presas ao final da corrente colocam uma tensão maior nos módulos que estão mais distantes da base. Os módulos ANAT em forma de H não sofrem desse problema, pois seu design permite que um robô modular distribua pressão e impactos uniformemente entre outros módulos conectados e, portanto, a capacidade de carga útil não diminui à medida que o comprimento do braço aumenta. Robôs modulares podem ser manualmente ou auto-reconfigurados para formar um robô diferente, que pode executar diferentes aplicações. Como os robôs modulares do mesmo tipo de arquitetura são compostos de módulos que compõem diferentes robôs modulares, um robô de braço de cobra pode se combinar com outro para formar um robô de braço duplo ou quadrado, ou pode se dividir em vários robôs móveis, e os robôs móveis podem dividir em vários menores, ou combine com outros em um maior ou diferente. Isso permite que um único robô modular seja totalmente especializado em uma única tarefa, bem como a capacidade de ser especializado para executar várias tarefas diferentes.
A tecnologia robótica modular está sendo aplicada atualmente em transporte híbrido, automação industrial, limpeza e manuseio de dutos. Muitos centros de pesquisa e universidades também estudaram essa tecnologia e desenvolveram protótipos.
Robôs colaborativos
Um robô colaborativo ou cobot é um robô que pode interagir de forma segura e eficaz com trabalhadores humanos durante a execução de tarefas industriais simples. No entanto, os efetuadores finais e outras condições ambientais podem criar perigos e, como tal, as avaliações de risco devem ser feitas antes de usar qualquer aplicativo de controle de movimento industrial.
Os robôs colaborativos mais utilizados nas indústrias hoje são fabricados pela Universal Robots na Dinamarca.
A Rethink Robotics—fundada por Rodney Brooks, anteriormente na iRobot—apresentou a Baxter em setembro de 2012; como um robô industrial projetado para interagir com segurança com trabalhadores humanos vizinhos e ser programável para executar tarefas simples. Os Baxters param se detectarem um humano no caminho de seus braços robóticos e têm interruptores proeminentes. Destinado à venda para pequenas empresas, eles são promovidos como o análogo robótico do computador pessoal. Em maio de 2014, 190 empresas nos EUA compraram Baxters e estão sendo usadas comercialmente no Reino Unido.
Robôs na sociedade
Aproximadamente metade de todos os robôs do mundo estão na Ásia, 32% na Europa e 16% na América do Norte, 1% na Australásia e 1% na África. 40% de todos os robôs do mundo estão no Japão, tornando o Japão o país com o maior número de robôs.
Autonomia e questões éticas
À medida que os robôs se tornam mais avançados e sofisticados, especialistas e acadêmicos exploram cada vez mais as questões sobre qual ética pode governar a vida dos robôs. comportamento e se os robôs podem reivindicar qualquer tipo de direitos sociais, culturais, éticos ou legais. Uma equipe científica disse que era possível que um cérebro robótico existisse em 2019. Outros preveem avanços na inteligência robótica até 2050. Avanços recentes tornaram o comportamento robótico mais sofisticado. O impacto social dos robôs inteligentes é tema de um documentário de 2010 chamado Plug & Ore.
Vernor Vinge sugeriu que pode chegar um momento em que os computadores e os robôs serão mais inteligentes do que os humanos. Ele chama isso de "a Singularidade". Ele sugere que pode ser um pouco ou possivelmente muito perigoso para os humanos. Isso é discutido por uma filosofia chamada Singularitarismo.
Em 2009, especialistas participaram de uma conferência organizada pela Association for the Advancement of Artificial Intelligence (AAAI) para discutir se computadores e robôs poderiam adquirir alguma autonomia e o quanto essas habilidades poderiam representar uma ameaça ou perigo. Eles observaram que alguns robôs adquiriram várias formas de semi-autonomia, incluindo a capacidade de encontrar fontes de energia por conta própria e a capacidade de escolher independentemente os alvos para atacar com armas. Eles também observaram que alguns vírus de computador podem escapar da eliminação e atingiram a "inteligência de barata". Eles observaram que a autoconsciência descrita na ficção científica é provavelmente improvável, mas que havia outros perigos e armadilhas potenciais. Várias fontes de mídia e grupos científicos observaram tendências separadas em diferentes áreas que, juntas, podem resultar em maiores funcionalidades e autonomia robótica e que apresentam algumas preocupações inerentes.
Robôs militares
Alguns especialistas e acadêmicos questionaram o uso de robôs para combate militar, especialmente quando tais robôs recebem algum grau de funções autônomas. Também existem preocupações sobre a tecnologia que pode permitir que alguns robôs armados sejam controlados principalmente por outros robôs. A Marinha dos EUA financiou um relatório que indica que, à medida que os robôs militares se tornam mais complexos, deve haver maior atenção às implicações de sua capacidade de tomar decisões autônomas. Um pesquisador afirma que os robôs autônomos podem ser mais humanos, pois podem tomar decisões com mais eficácia. No entanto, outros especialistas questionam isso.
Um robô em particular, o EATR, gerou preocupação pública sobre sua fonte de combustível, pois pode se reabastecer continuamente usando substâncias orgânicas. Embora o motor do EATR seja projetado para funcionar com biomassa e vegetação especificamente selecionadas por seus sensores, que podem ser encontrados em campos de batalha ou outros ambientes locais, o projeto afirma que a gordura de frango também pode ser usada.
Manuel De Landa observou que "mísseis inteligentes" e bombas autônomas equipadas com percepção artificial podem ser consideradas robôs, pois tomam algumas de suas decisões de forma autônoma. Ele acredita que isso representa uma tendência importante e perigosa em que os humanos estão entregando decisões importantes para as máquinas.
Relação com o desemprego
Durante séculos, as pessoas previram que as máquinas tornariam os trabalhadores obsoletos e aumentariam o desemprego, embora as causas do desemprego sejam geralmente atribuídas à política social.
Um exemplo recente de substituição humana envolve a empresa de tecnologia taiwanesa Foxconn que, em julho de 2011, anunciou um plano de três anos para substituir trabalhadores por mais robôs. Atualmente, a empresa usa dez mil robôs, mas aumentará para um milhão de robôs em um período de três anos.
Os advogados especulam que o aumento da prevalência de robôs no local de trabalho pode levar à necessidade de melhorar as leis de redundância.
Kevin J. Delaney disse "Robôs estão tomando empregos humanos. Mas Bill Gates acredita que os governos devem tributar os impostos das empresas. usá-los, como forma de retardar, pelo menos temporariamente, a disseminação da automação e financiar outros tipos de emprego." O imposto sobre robôs também ajudaria a pagar um salário mínimo garantido aos trabalhadores deslocados.
O Relatório de Desenvolvimento Mundial de 2019 do Banco Mundial apresenta evidências de que, embora a automação substitua os trabalhadores, a inovação tecnológica cria mais novas indústrias e empregos em equilíbrio.
Usos contemporâneos
Atualmente, existem dois tipos principais de robôs, com base em seu uso: robôs autônomos de uso geral e robôs dedicados.
Os robôs podem ser classificados por sua especificidade de propósito. Um robô pode ser projetado para executar uma tarefa específica extremamente bem, ou uma série de tarefas menos bem. Todos os robôs, por sua natureza, podem ser reprogramados para se comportar de maneira diferente, mas alguns são limitados por sua forma física. Por exemplo, um braço de robô de fábrica pode executar trabalhos como cortar, soldar, colar ou atuar como um passeio de parque de diversões, enquanto um robô pick-and-place só pode preencher placas de circuito impresso.
Robôs autônomos de uso geral
Robôs autônomos de uso geral podem executar uma variedade de funções de forma independente. Os robôs autônomos de uso geral geralmente podem navegar de forma independente em espaços conhecidos, lidar com suas próprias necessidades de recarga, interagir com portas e elevadores eletrônicos e realizar outras tarefas básicas. Assim como os computadores, os robôs de uso geral podem se conectar a redes, software e acessórios que aumentam sua utilidade. Eles podem reconhecer pessoas ou objetos, conversar, fazer companhia, monitorar a qualidade ambiental, responder a alarmes, pegar suprimentos e realizar outras tarefas úteis. Robôs de uso geral podem executar uma variedade de funções simultaneamente ou podem assumir funções diferentes em diferentes momentos do dia. Alguns desses robôs tentam imitar seres humanos e podem até se parecer com pessoas na aparência; esse tipo de robô é chamado de robô humanóide. Os robôs humanóides ainda estão em um estágio muito limitado, pois nenhum robô humanóide pode, até o momento, realmente navegar por uma sala em que nunca esteve. Assim, os robôs humanóides são realmente bastante limitados, apesar de seus comportamentos inteligentes em seus conhecidos ambientes.
Robôs de fábrica
Produção de carros
Nas últimas três décadas, as fábricas de automóveis foram dominadas por robôs. Uma fábrica típica contém centenas de robôs industriais trabalhando em linhas de produção totalmente automatizadas, com um robô para cada dez trabalhadores humanos. Em uma linha de produção automatizada, um chassi de veículo em uma esteira é soldado, colado, pintado e finalmente montado em uma sequência de estações de robôs.
Embalagem
Robôs industriais também são amplamente utilizados para paletização e embalagem de produtos manufaturados, por exemplo, para retirar rapidamente embalagens de bebidas da extremidade de uma correia transportadora e colocá-las em caixas ou para carregar e descarregar centros de usinagem.
Eletrônicos
Placas de circuito impresso (PCBs) produzidas em massa são quase exclusivamente fabricadas por robôs pick-and-place, geralmente com manipuladores SCARA, que removem minúsculos componentes eletrônicos de tiras ou bandejas e os colocam em PCBs com grande precisão. Esses robôs podem colocar centenas de milhares de componentes por hora, superando de longe um humano em velocidade, precisão e confiabilidade.
Veículos guiados automaticamente (AGVs)
Robôs móveis, seguindo marcadores ou fios no chão, ou usando visão ou lasers, são usados para transportar mercadorias em grandes instalações, como armazéns, portos de contêineres ou hospitais.
Primeiros robôs estilo AGV
Limitado a tarefas que podem ser definidas com precisão e devem ser executadas sempre da mesma maneira. Muito pouco feedback ou inteligência era necessário, e os robôs precisavam apenas dos exteroceptores (sensores) mais básicos. As limitações desses AGVs são que seus caminhos não são facilmente alterados e eles não podem alterar seus caminhos se os obstáculos os bloquearem. Se um AGV quebrar, pode interromper toda a operação.
Tecnologias provisórias de AGV
Desenvolvido para implantar triangulação de beacons ou grades de código de barras para leitura no chão ou no teto. Na maioria das fábricas, os sistemas de triangulação tendem a exigir manutenção moderada a alta, como limpeza diária de todos os sinalizadores ou códigos de barra. Além disso, se um palete alto ou um veículo grande bloquear sinalizadores ou um código de barras for danificado, os AGVs podem ser perdidos. Freqüentemente, esses AGVs são projetados para serem usados em ambientes livres de humanos.
AGVs inteligentes (i-AGVs)
Tais como SmartLoader, SpeciMinder, ADAM, Tug Eskorta e MT 400 com Motivity são projetados para espaços de trabalho amigáveis para as pessoas. Eles navegam reconhecendo recursos naturais. Scanners 3D ou outros meios de detecção do ambiente em duas ou três dimensões ajudam a eliminar erros cumulativos em cálculos de estimativa da posição atual do AGV. Alguns AGVs podem criar mapas de seu ambiente usando lasers de varredura com localização e mapeamento simultâneos (SLAM) e usar esses mapas para navegar em tempo real com outros algoritmos de planejamento de caminho e prevenção de obstáculos. Eles são capazes de operar em ambientes complexos e realizar tarefas não repetitivas e não sequenciais, como transportar fotomáscaras em um laboratório de semicondutores, amostras em hospitais e mercadorias em depósitos. Para áreas dinâmicas, como armazéns cheios de paletes, os AGVs exigem estratégias adicionais usando sensores tridimensionais, como time-of-flight ou câmeras de visão estéreo.
Tarefas sujas, perigosas, monótonas ou inacessíveis
Existem muitos trabalhos que os humanos preferem deixar para os robôs. O trabalho pode ser chato, como limpeza doméstica ou marcação de linha de campo esportivo, ou perigoso, como explorar dentro de um vulcão. Outros trabalhos são fisicamente inacessíveis, como explorar outro planeta, limpar o interior de um cano longo ou realizar uma cirurgia laparoscópica.
Sondas espaciais
Quase todas as sondas espaciais não tripuladas já lançadas eram robôs. Alguns foram lançados na década de 1960 com habilidades muito limitadas, mas sua capacidade de voar e pousar (no caso do Luna 9) é uma indicação de seu status de robô. Isso inclui as sondas Voyager e Galileo, entre outras.
Telerrobôs
Robôs teleoperados, ou telerrobôs, são dispositivos operados remotamente à distância por um operador humano em vez de seguir uma sequência predeterminada de movimentos, mas que possuem comportamento semi-autônomo. Eles são usados quando um ser humano não pode estar presente no local para realizar um trabalho porque é perigoso, distante ou inacessível. O robô pode estar em outra sala ou em outro país, ou pode estar em uma escala muito diferente da do operador. Por exemplo, um robô de cirurgia laparoscópica permite que o cirurgião trabalhe dentro de um paciente humano em uma escala relativamente pequena em comparação com a cirurgia aberta, reduzindo significativamente o tempo de recuperação. Eles também podem ser usados para evitar a exposição dos trabalhadores a espaços perigosos e apertados, como na limpeza de dutos. Ao desabilitar uma bomba, o operador envia um pequeno robô para desativá-la. Vários autores têm usado um dispositivo chamado Longpen para autografar livros remotamente. Aeronaves robóticas teleoperadas, como o Predator Unmanned Aerial Vehicle, estão sendo cada vez mais usadas pelos militares. Esses drones sem piloto podem vasculhar o terreno e atirar em alvos. Centenas de robôs, como o Packbot da iRobot e o Foster-Miller TALON, estão sendo usados no Iraque e no Afeganistão pelos militares dos EUA para desarmar bombas de beira de estrada ou dispositivos explosivos improvisados (IEDs) em uma atividade conhecida como eliminação de munições explosivas (EOD)..
Máquinas automatizadas de colheita de frutas
Os robôs são usados para automatizar a colheita de frutas nos pomares a um custo menor do que os colhedores humanos.
Robôs domésticos
Robôs domésticos são robôs simples dedicados a uma única tarefa de trabalho em uso doméstico. Eles são usados em trabalhos simples, mas muitas vezes não apreciados, como aspirar, lavar o chão e cortar grama. Um exemplo de robô doméstico é o Roomba.
Robôs militares
Robôs militares incluem o robô SWORDS que atualmente é usado em combate terrestre. Ele pode usar uma variedade de armas e há alguma discussão sobre dar a ele algum grau de autonomia em situações de campo de batalha.
Veículos aéreos de combate não tripulados (UCAVs), que são uma forma atualizada de UAVs, podem realizar uma ampla variedade de missões, incluindo combate. Os UCAVs estão sendo projetados como o BAE Systems Mantis, que teriam a capacidade de voar sozinhos, escolher seu próprio curso e alvo e tomar a maioria das decisões por conta própria. O BAE Taranis é um UCAV construído pela Grã-Bretanha que pode voar pelos continentes sem piloto e tem novos meios para evitar a detecção. Os testes de voo estão previstos para começar em 2011.
A AAAI estudou este tópico em profundidade e seu presidente encomendou um estudo para examinar esta questão.
Alguns sugeriram a necessidade de construir uma "IA amigável", o que significa que os avanços que já estão ocorrendo com a IA também devem incluir um esforço para tornar a IA intrinsecamente amigável e humana. Várias dessas medidas supostamente já existem, com países com muitos robôs, como Japão e Coréia do Sul, tendo começado a aprovar regulamentos exigindo que os robôs sejam equipados com sistemas de segurança e, possivelmente, conjuntos de "leis". semelhante às Três Leis da Robótica de Asimov. Um relatório oficial foi emitido em 2009 pelo Comitê de Política da Indústria de Robôs do governo japonês. Funcionários e pesquisadores chineses divulgaram um relatório sugerindo um conjunto de regras éticas e um conjunto de novas diretrizes legais conhecidas como "Estudos Legais de Robôs". Alguma preocupação foi expressa sobre uma possível ocorrência de robôs dizendo falsidades aparentes.
Robôs de mineração
Os robôs de mineração são projetados para resolver uma série de problemas enfrentados atualmente pela indústria de mineração, incluindo escassez de habilidades, melhoria da produtividade com o declínio do teor de minério e alcance de metas ambientais. Devido à natureza perigosa da mineração, em particular a mineração subterrânea, a prevalência de robôs autônomos, semi-autônomos e teleoperados aumentou muito nos últimos tempos. Vários fabricantes de veículos fornecem trens, caminhões e carregadores autônomos que carregam o material, transportam-no da mina até seu destino e descarregam sem a necessidade de intervenção humana. Uma das maiores empresas de mineração do mundo, a Rio Tinto, expandiu recentemente sua frota de caminhões autônomos para a maior do mundo, composta por 150 caminhões Komatsu autônomos, operando na Austrália Ocidental. Da mesma forma, a BHP anunciou a expansão de sua frota de perfuratrizes autônomas para as maiores do mundo, 21 perfuratrizes autônomas da Atlas Copco.
Máquinas de perfuração, longwall e quebra de rocha agora também estão disponíveis como robôs autônomos. O Rig Control System da Atlas Copco pode executar autonomamente um plano de perfuração em uma plataforma de perfuração, movendo a plataforma para a posição usando GPS, configurando a plataforma de perfuração e perfurando até profundidades especificadas. Da mesma forma, o sistema Transmin Rocklogic pode planejar automaticamente um caminho para posicionar um quebra-rochas em um destino selecionado. Esses sistemas aumentam muito a segurança e a eficiência das operações de mineração.
Saúde
Os robôs na área da saúde têm duas funções principais. Aqueles que atendem um indivíduo, como um portador de uma doença como a Esclerose Múltipla, e aqueles que auxiliam nos sistemas gerais, como farmácias e hospitais.
Automação residencial para idosos e deficientes
Os robôs usados na automação residencial evoluíram ao longo do tempo, desde simples assistentes robóticos básicos, como o Handy 1, até robôs semi-autônomos, como o FRIEND, que podem ajudar idosos e deficientes em tarefas comuns.
A população está envelhecendo em muitos países, especialmente no Japão, o que significa que há um número crescente de idosos para cuidar, mas relativamente menos jovens para cuidar deles. Os seres humanos são os melhores cuidadores, mas onde eles não estão disponíveis, os robôs estão sendo gradualmente introduzidos.
FRIEND é um robô semiautônomo projetado para apoiar pessoas com deficiência e idosos em suas atividades de vida diária, como preparar e servir uma refeição. FRIEND permite que pacientes paraplégicos, com doenças musculares ou paralisias graves (devido a acidentes vasculares cerebrais, etc.), realizem tarefas sem a ajuda de outras pessoas, como terapeutas ou pessoal de enfermagem.
Farmácias
O Script Pro fabrica um robô projetado para ajudar as farmácias a preencher prescrições que consistem em sólidos orais ou medicamentos em forma de pílula. O farmacêutico ou técnico de farmácia insere as informações da prescrição em seu sistema de informação. O sistema, ao determinar se o medicamento está ou não no robô, enviará a informação ao robô para enchimento. O robô tem 3 frascos de tamanhos diferentes para encher determinados pelo tamanho da pílula. O técnico, usuário ou farmacêutico do robô determina o tamanho necessário do frasco com base no comprimido quando o robô é abastecido. Uma vez que o frasco é preenchido, ele é levado a uma esteira transportadora que o entrega a um suporte que gira o frasco e prende a etiqueta do paciente. Em seguida, ele é colocado em outro transportador que entrega o frasco de medicamento do paciente a um slot marcado com o nome do paciente em uma leitura de LED. O farmacêutico ou técnico verifica o conteúdo do frasco para garantir que é o medicamento correto para o paciente correto e, em seguida, lacra os frascos e os envia para serem recolhidos.
O Robot RX da McKesson é outro produto de robótica de saúde que ajuda as farmácias a dispensar milhares de medicamentos diariamente com poucos ou nenhum erro. O robô pode ter três metros de largura e dez metros de comprimento e pode conter centenas de diferentes tipos de medicamentos e milhares de doses. A farmácia economiza muitos recursos, como funcionários que, de outra forma, não estariam disponíveis em um setor com poucos recursos. Ele usa um cabeçote eletromecânico acoplado a um sistema pneumático para capturar cada dose e entregá-la no local de estocagem ou dispensação. A cabeça se move ao longo de um único eixo enquanto gira 180 graus para puxar os medicamentos. Durante esse processo, ele usa tecnologia de código de barras para verificar se está puxando o medicamento correto. Em seguida, entrega o medicamento a uma caixa específica do paciente em uma esteira rolante. Depois que a lixeira é preenchida com todos os medicamentos de que um determinado paciente precisa e que o robô armazena, a lixeira é liberada e devolvida na esteira para um técnico que espera carregá-la em um carrinho para entrega no andar.
Robôs de pesquisa
Enquanto a maioria dos robôs hoje está instalada em fábricas ou residências, realizando trabalhos ou salvando vidas, muitos novos tipos de robôs estão sendo desenvolvidos em laboratórios em todo o mundo. Grande parte da pesquisa em robótica não se concentra em tarefas industriais específicas, mas em investigações sobre novos tipos de robôs, maneiras alternativas de pensar ou projetar robôs e novas maneiras de fabricá-los. Espera-se que esses novos tipos de robôs sejam capazes de resolver problemas do mundo real quando finalmente forem realizados.
Robôs biônicos e biomiméticos
Uma abordagem para projetar robôs é baseá-los em animais. O BionicKangaroo foi projetado e projetado estudando e aplicando a fisiologia e os métodos de locomoção de um canguru.
Nanorrobôs
Nanorobótica é o campo tecnológico emergente de criação de máquinas ou robôs cujos componentes estão na escala microscópica de um nanômetro (10−9) ou próximo a ela. Também conhecidos como "nanobots" ou "nanites", eles seriam construídos a partir de máquinas moleculares. Até agora, os pesquisadores produziram principalmente apenas partes desses sistemas complexos, como rolamentos, sensores e motores moleculares sintéticos, mas robôs funcionais também foram feitos, como os participantes do concurso Nanobot Robocup. Os pesquisadores também esperam poder criar robôs inteiros tão pequenos quanto vírus ou bactérias, que podem realizar tarefas em pequena escala. Possíveis aplicações incluem microcirurgia (no nível de células individuais), névoa utilitária, fabricação, armamento e limpeza. Algumas pessoas sugeriram que, se houvesse nanorrobôs que pudessem se reproduzir, a Terra se transformaria em uma "gosma cinza", enquanto outros argumentam que esse resultado hipotético é um absurdo.
Robôs reconfiguráveis
Alguns pesquisadores investigaram a possibilidade de criar robôs que podem alterar sua forma física para se adequar a uma tarefa específica, como o fictício T-1000. No entanto, os robôs reais não são tão sofisticados e consistem principalmente em um pequeno número de unidades em forma de cubo, que podem se mover em relação aos seus vizinhos. Algoritmos foram projetados para o caso de tais robôs se tornarem realidade.
Operadores robóticos e móveis de laboratório
Em julho de 2020, cientistas relataram o desenvolvimento de um robô químico químico e demonstraram que ele pode auxiliar em pesquisas experimentais. Segundo os cientistas, sua estratégia era automatizar o pesquisador em vez dos instrumentos – liberando tempo para que os pesquisadores humanos pensassem criativamente – e pudessem identificar misturas fotocatalisadoras para produção de hidrogênio a partir da água que eram seis vezes mais ativas do que as formulações iniciais. O robô modular pode operar instrumentos de laboratório, trabalhar quase 24 horas por dia e tomar decisões autonomamente sobre suas próximas ações, dependendo dos resultados experimentais.
Robôs de corpo mole
Robôs com corpos de silicone e atuadores flexíveis (músculos de ar, polímeros eletroativos e ferrofluidos) parecem diferentes de robôs com esqueletos rígidos e podem ter comportamentos diferentes. Robôs macios e flexíveis (e às vezes até macios) são frequentemente projetados para imitar a biomecânica de animais e outras coisas encontradas na natureza, o que está levando a novas aplicações em medicina, cuidados, busca e resgate, manipulação e fabricação de alimentos e exploração científica..
Enxame de robôs
Inspirados por colônias de insetos como formigas e abelhas, os pesquisadores estão modelando o comportamento de enxames de milhares de pequenos robôs que, juntos, realizam uma tarefa útil, como encontrar algo escondido, limpar ou espionar. Cada robô é bastante simples, mas o comportamento emergente do enxame é mais complexo. Todo o conjunto de robôs pode ser considerado como um único sistema distribuído, da mesma forma que uma colônia de formigas pode ser considerada um superorganismo, exibindo inteligência de enxame. Os maiores enxames criados até agora incluem o enxame iRobot, o projeto SRI/MobileRobots CentiBots e o enxame Micro-robotic Project de código aberto, que estão sendo usados para pesquisar comportamentos coletivos. Enxames também são mais resistentes a falhas. Enquanto um grande robô pode falhar e arruinar uma missão, um enxame pode continuar mesmo que vários robôs falhem. Isso poderia torná-los atraentes para missões de exploração espacial, onde a falha normalmente é extremamente cara.
Robôs de interface tátil
A robótica também tem aplicação no design de interfaces de realidade virtual. Robôs especializados estão em uso generalizado na comunidade de pesquisa háptica. Esses robôs, chamados de "interfaces hápticas", permitem a interação do usuário por toque com ambientes reais e virtuais. Forças robóticas permitem simular as propriedades mecânicas de sistemas "virtuais" objetos, que os usuários podem experimentar através de seu sentido do tato.
Arte e escultura contemporânea
Robôs são usados por artistas contemporâneos para criar obras que incluem automação mecânica. Existem muitos ramos da arte robótica, um dos quais é a instalação robótica, um tipo de instalação artística programada para responder às interações do espectador, por meio de computadores, sensores e atuadores. O comportamento futuro dessas instalações pode, portanto, ser alterado pela contribuição do artista ou do participante, o que diferencia essas obras de outros tipos de arte cinética.
Le Grand Palais em Paris organizou uma exposição "Artistas & Robots', com obras de arte criadas por mais de quarenta artistas com a ajuda de robôs em 2018.
Robôs na cultura popular
Literatura
Personagens robóticos, andróides (homens/mulheres artificiais) ou ginoides (mulheres artificiais) e ciborgues (também "homens/mulheres biônicos", ou humanos com aprimoramentos mecânicos significativos) tornaram-se um elemento básico da ficção científica.
A primeira referência na literatura ocidental a servos mecânicos aparece na Ilíada de Homero. No Livro XVIII, Hefesto, deus do fogo, cria uma nova armadura para o herói Aquiles, auxiliado por robôs. De acordo com a tradução de Rieu, "servas douradas se apressaram em ajudar seu mestre. Elas pareciam mulheres de verdade e não só podiam falar e usar seus membros, mas também eram dotadas de inteligência e treinadas em trabalhos manuais pelos deuses imortais”. As palavras "robô" ou "android" não são usados para descrevê-los, mas são, no entanto, dispositivos mecânicos de aparência humana. "O primeiro uso da palavra Robot foi na peça de Karel Čapek, R.U.R. (Rossum's Universal Robots) (escrito em 1920)'. O escritor Karel Čapek nasceu na Checoslováquia (República Checa).
Possivelmente o autor mais prolífico do século XX foi Isaac Asimov (1920–1992), que publicou mais de quinhentos livros. Asimov é provavelmente mais lembrado por suas histórias de ficção científica e especialmente aquelas sobre robôs, onde ele colocou os robôs e sua interação com a sociedade no centro de muitas de suas obras. Asimov considerou cuidadosamente o problema do conjunto ideal de instruções que os robôs podem receber para diminuir o risco para os humanos e chegou às suas Três Leis da Robótica: um robô não pode ferir um ser humano ou, por omissão, permitir que um ser humano venha magoar; um robô deve obedecer às ordens dadas por seres humanos, exceto quando tais ordens entrarem em conflito com a Primeira Lei; e um robô deve proteger sua própria existência desde que tal proteção não entre em conflito com a Primeira ou Segunda Lei. Estes foram introduzidos em seu conto de 1942 "Runaround", embora prenunciadas em algumas histórias anteriores. Mais tarde, Asimov acrescentou a Lei Zero: "Um robô não pode prejudicar a humanidade ou, por omissão, permitir que a humanidade seja prejudicada"; o restante das leis é modificado sequencialmente para reconhecer isso.
De acordo com o Oxford English Dictionary, a primeira passagem do conto de Asimov, "Liar!" (1941) que menciona a Primeira Lei é o primeiro uso registrado da palavra robótica. Asimov não estava inicialmente ciente disso; ele assumiu que a palavra já existia por analogia com mecânica, hidráulica, e outros termos semelhantes que denotam ramos do conhecimento aplicado.
Competições de robôs
Os robôs são usados em vários eventos competitivos. As competições de combate de robôs foram popularizadas por programas de televisão como Robot Wars e BattleBots, apresentando principalmente "robôs" controlados remotamente. que competem entre si diretamente usando vários armamentos, também existem ligas de combate de robôs amadores ativas globalmente fora dos eventos televisionados. Eventos de micromouse, nos quais robôs autônomos competem para resolver labirintos ou outras pistas de obstáculos, também são realizados internacionalmente.
As competições de robôs também são frequentemente usadas em ambientes educacionais para introduzir o conceito de robótica para crianças, como a FIRST Robotics Competition nos EUA.
Filmes
Os robôs aparecem em muitos filmes. A maioria dos robôs no cinema são fictícios. Dois dos mais famosos são R2-D2 e C-3PO da franquia Star Wars.
Robôs sexuais
O conceito de robôs sexuais humanóides chamou a atenção do público e provocou debates sobre seus supostos benefícios e efeitos potenciais na sociedade. Os opositores argumentam que a introdução de tais dispositivos seria socialmente prejudicial e humilhante para mulheres e crianças, enquanto os proponentes citam seus potenciais benefícios terapêuticos, particularmente na ajuda a pessoas com demência ou depressão.
Problemas retratados na cultura popular
Medos e preocupações sobre robôs foram repetidamente expressos em uma ampla gama de livros e filmes. Um tema comum é o desenvolvimento de uma raça superior de robôs conscientes e altamente inteligentes, motivados a dominar ou destruir a raça humana. Frankenstein (1818), muitas vezes chamado de o primeiro romance de ficção científica, tornou-se sinônimo do tema de um robô ou andróide avançando além de seu criador.
Outras obras com temas semelhantes incluem The Mechanical Man, The Terminator, Runaway, RoboCop, the Replicators em Stargate, os Cylons em Battlestar Galactica, os Cybermen e Daleks em Doctor Who, The Matrix, Enthiran e Eu, Robô. Alguns robôs fictícios são programados para matar e destruir; outros ganham inteligência e habilidades sobre-humanas atualizando seu próprio software e hardware. Exemplos de mídia popular em que o robô se torna mau são 2001: A Space Odyssey, Red Planet e Enthiran.
O jogo de 2017 Horizon Zero Dawn explora temas de robótica na guerra, ética de robôs e o problema de controle de IA, bem como o impacto positivo ou negativo que essas tecnologias podem ter no meio ambiente.
Outro tema comum é a reação, às vezes chamada de "vale misterioso", de inquietação e até repulsa ao ver robôs que imitam os humanos muito de perto.
Mais recentemente, representações fictícias de robôs artificialmente inteligentes em filmes como A.I. Inteligência Artificial e Ex Machina e a adaptação para TV de 2016 de Westworld conquistaram a simpatia do público pelos próprios robôs.