اولین ربات – نخستین ربات ها در دنیا چیست؟

اولین ربات جهان که بتوان آن را به معنای امروزی “ربات” نامید، به داستان‌های علمی‌تخیلی و پیشرفت‌های تکنولوژیکی اواخر قرن نوزدهم و اوایل قرن بیستم برمی‌گردد. واژه “ربات” برای اولین بار در اوایل دهه ۱۹۲۰ مطرح شد، اما ریشه‌ها و الهامات اولیه آن به زمان‌های بسیار قبل‌تر بازمی‌گردد. در ادامه به داستان اولین ربات و چگونگی پیدایش این مفهوم پرداخته شده است:

 

 واژه “ربات یا ربات” (Robot)

واژه “ربات” اولین بار در نمایشنامه‌ای به نام ار یو ار R.U.R. (Rossum’s Universal Robots) در سال ۱۹۲۰ توسط نویسنده اهل جمهوری چک، کارل چاپک (Karel Čapek)، به کار برده شد. این واژه از کلمه چکی رباتا “robota” به معنای “کار اجباری” یا “بردگی” گرفته شده است. هرچند کارل چاپک خود این واژه را خلق نکرد، بلکه برادرش یوزف چاپک (Josef Čapek) پیشنهاد داد که از واژه “ربات” برای توصیف موجوداتی استفاده کند که در داستان او انسان‌نما و ساخته دست بشر بودند و برای انجام کارهای طاقت‌فرسا و تکراری به کار گرفته می‌شدند.

در نمایشنامه اریوار R.U.R. ربات‌ها موجوداتی مصنوعی بودند که توسط یک شرکت به نام “Rossum’s Universal Robots” ساخته می‌شدند. این ربات‌ها ابتدا برای کمک به انسان‌ها طراحی شده بودند، اما به تدریج با افزایش آگاهی خود، علیه انسان‌ها قیام می‌کنند و در نهایت به نابودی بشریت منجر می‌شوند. این نمایشنامه به نوعی اولین تصور علمی‌تخیلی از ربات‌ها و مفهوم هوش مصنوعی را به تصویر کشید.

 

 ریشه‌های تاریخی ربات‌ها

هرچند مفهوم ربات به شکل مدرن آن در دهه ۱۹۲۰ مطرح شد، اما ایده ساخت موجودات مصنوعی یا ماشین‌های خودکار به هزاران سال پیش بازمی‌گردد. در دوران باستان، داستان‌ها و افسانه‌هایی از موجودات مکانیکی وجود داشت که به نوعی می‌توان آن‌ها را اجداد مفهوم ربات در نظر گرفت. برخی از نمونه‌های اولیه عبارتند از:

– افسانه‌های یونان باستان: در اساطیر یونانی، داستان‌هایی از موجودات مصنوعی وجود دارد. برای مثال، تالوس (Talos)، یک غول فلزی بود که توسط هفائستوس، خدای آهنگری، ساخته شده بود تا از جزیره کرت محافظت کند. تالوس به عنوان یک “موجود خودکار” در نظر گرفته می‌شود که به نوعی شبیه به ربات‌های امروزی است.

– خودکارهای قرون وسطی: در دوران قرون وسطی و رنسانس، افرادی مانند لئوناردو داوینچی با طراحی و ساخت ماشین‌های خودکار و پیچیده، ایده‌هایی را مطرح کردند که به نوعی شباهت زیادی به ربات‌های امروزی داشت. لئوناردو داوینچی یک شوالیه مکانیکی طراحی کرد که می‌توانست حرکت کند و برخی حرکات ابتدایی را انجام دهد.

 اولین ربات‌های واقعی

اگر بخواهیم اولین ربات‌های واقعی را که به طور عملی ساخته شده‌اند نام ببریم، باید به دوران مدرن و ساخت ماشین‌های اتوماتیک در قرن بیستم اشاره کنیم. در این زمان، دانشمندان و مهندسان به دنبال ساخت ماشین‌هایی بودند که بتوانند به صورت خودکار کارهایی را انجام دهند.

 

– جورج دوول: در سال ۱۹۵۴، جورج دوول (George Devol)، مهندس و مخترع آمریکایی، اولین ربات صنعتی قابل برنامه‌ریزی به نام “Unimate” را طراحی کرد. این ربات برای استفاده در خطوط تولید خودروسازی طراحی شده بود و می‌توانست به طور خودکار کارهایی مانند جابجایی قطعات سنگین را انجام دهد. Unimate اولین ربات صنعتی واقعی بود که در سال ۱۹۶۱ به طور رسمی در خط تولید شرکت **جنرال موتورز** (General Motors) به کار گرفته شد.

– آیزاک آسیموف و قوانین رباتیک: در دهه ۱۹۴۰، نویسنده علمی‌تخیلی مشهور آیزاک آسیموف (Isaac Asimov) مفهوم “قوانین رباتیک” را مطرح کرد. این قوانین سه‌گانه برای کنترل رفتار ربات‌ها و جلوگیری از

آسیب رساندن آن‌ها به انسان وضع شده بود:

1. یک ربات نباید به انسان آسیب برساند یا با عدم اقدام خود باعث آسیب به انسان شود.
2. یک ربات باید از دستورات انسان‌ها پیروی کند، مگر اینکه با قانون اول در تضاد باشد.
3. یک ربات باید از خود محافظت کند، مگر اینکه با قوانین اول یا دوم در تضاد باشد.

این قوانین در داستان‌های علمی‌تخیلی آسیموف به کار گرفته شد و به تدریج به یکی از اصول اساسی در مباحث مرتبط با هوش مصنوعی و رباتیک تبدیل شد.

 

 ربات‌های امروزی

پس از موفقیت‌های اولیه در ساخت ربات‌های صنعتی، پیشرفت‌های سریع تکنولوژی در زمینه‌های کامپیوتر، الکترونیک و هوش مصنوعی منجر به تولید ربات‌های پیشرفته‌تری شد. امروزه ربات‌ها در صنایع مختلف از جمله خودروسازی، پزشکی، جستجو و نجات، نظامی و حتی سرگرمی کاربرد دارند. برخی از معروف‌ترین ربات‌های امروزی عبارتند از:

• – ربات‌های صنعتی: مانند کوکا KUKA و فانوک FANUC که در خطوط تولید کارخانه‌ها به کار می‌روند.
• – ربات‌های اجتماعی: مانند سوفیا (Sophia)، ربات اجتماعی که توسط شرکت Hanson Robotics ساخته شده و توانایی برقراری مکالمه و تعامل با انسان‌ها را دارد.
• – ربات‌های جراحی:  مانند داوینچی (Da Vinci) که در جراحی‌های پیچیده به پزشکان کمک می‌کنند.

تکامل رباتیک صنعتی

ربات‌های صنعتی معمولاً به شکل انسان‌نما نیستند، اگرچه می‌توانند حرکات و رفتارهای انسان را بازتولید کنند، اما با قدرت، دقت و سرعت یک ماشین. اولین ربات های صنعتی توسط جورج دیول، مخترع آمریکایی و بنیانگذار اولین شرکت رباتیک در تاریخ به نام Unimation ساخته شد.

در سال 1954، اولین ربات صنعتی در ایالات متحده آمریکا ساخته شد: بازوی هیدرولیکی به نام Unimate که برای بلند کردن بارهای سنگین استفاده می شد که به جنرال موتورز فروخته شد. در سالهای بعد آنها چندین نسخه از همان مدل شرکت Unimation را توسعه دادند که کم کم در برخی از کارخانه ها عمدتاً در بخش خودرو معرفی شد.

در اواخر دهه 1960 و در دهه 1970 بود که بازوهای رباتیک بسیار پیشرفته تری ظاهر شدند که در آنها از دوربین ها یا حسگرها استفاده می شد. ربات Shakey که در سال 1966 توسط موسسه تحقیقاتی استندفورد طراحی شد، به عنوان یک نقطه عطف مهم برای رباتیک متحرک برجسته می شود. Shakey اولین ربات متحرک جهان بود که به لطف نرم افزار و سخت افزاری که به آن امکان می داد محیط را درک و درک کند، البته به صورت محدود.

اولین ربات های صنعتی متحرک نیز به موازات آن ظاهر شدند. در سال 1954، شرکت Barrett Electronics اولین وسیله نقلیه الکتریکی را که نیازی به راننده انسانی نداشت، تولید کرد، چیزی که ما به عنوان اولین AGV (خودروی هدایت شونده) می شناسیم. AGV ها در دهه 80 با پیشرفت تکنولوژی رفتارهای پیچیده تری پیدا کردند و در دهه 90 ما AGV هایی را با حسگرها و لیزرهای بسیار دقیق تر پیدا کردیم.

دهه 1980 و 1990

اگرچه اولین ربات‌های صنعتی در ایالات متحده ساخته شدند، اما در دهه‌های 1980 و 1990 در برخی از کشورهای اروپایی و آسیایی، عمدتاً در ژاپن و سوئد، در حال توسعه بودند. احتمالاً به یاد دارید که Deep Blue IBM قهرمان جهان، گری کاسپاروف را در یک بازی شطرنج شکست داد.

امروزه توسعه هوش مصنوعی یا فناوری های دیگری مانند موارد ذکر شده در ابتدای مقاله آنقدر قدرتمند است که بازی با کاسپاروف منسوخ به نظر می رسد. کاربردهایی که هوش مصنوعی برای رباتیک و در نتیجه در بخش صنعتی به ارمغان می آورد، بی نهایت ارزشمندتر و سودآورتر از برنده شدن در بازی های شطرنج هستند. برخی از مزایایی که هوش مصنوعی برای رباتیک صنعتی به ارمغان می آورد عبارتند از:

• افزایش دقت
• بهبود تصمیم گیری (به ویژه در مواجهه با موانع).
• تعمیر و نگهداری پیش بینی

اتوماسیون زمینه‌ای است که دائماً در حال تغییر است، بنابراین گاهی اوقات شروع مسیر به سمت یک کارخانه هوشمند برای برخی شرکت‌ها دشوار است.

ریشه‌های رباتیک تولیدی (۱۹۳۸-۱۹۷۹)

توسعه ماشین‌های کنترل عددی (NC) و افزایش محبوبیت کامپیوتر، هر دو به ظهور اولین ربات‌های صنعتی کمک کردند. اولین ربات صنعتی شناخته شده که در تعریف ISO از این اصطلاح می‌گنجد، توسط گریفیت «بیل» پی. تیلور در سال ۱۹۳۷ ساخته شد و سال بعد در مجله مکنو (Mechano) منتشر شد.

این ربات طرحی شبیه جرثقیل داشت که از قطعات مکانو استفاده می‌کرد و توسط یک موتور الکتریکی واحد نیرو می‌گرفت. این ربات پنج محور حرکتی داشت، از جمله یک چنگک و چرخش چنگک. این ربات با استفاده از نوار کاغذی که در آن پانچ‌هایی برای فعال کردن سلونوئیدها تعبیه شده بود، خودکار می‌شد. این کار باعث ایجاد حرکت در اهرم‌های کنترل می‌شد.

این اولین ربات می‌توانست بلوک‌های چوبی را در الگوهایی که توسط نوار کاغذی برنامه‌ریزی شده بودند، روی هم بچیند. جورج دوول اولین حق ثبت اختراع ربات صنعتی را در سال ۱۹۵۴ به ثبت رساند. ربات او قادر بود اشیاء را از یک نقطه به نقطه دیگر در فاصله ۱۲ فوت یا کمتر منتقل کند. او در سال ۱۹۵۶ شرکتی به نام Unimation را برای ساخت ربات تأسیس کرد و اصطلاح «اتوماسیون جهانی» را ابداع کرد.

شرکت یونیمیشن (Unimation) در سال ۱۹۶۲ ربات UNIMATE را تولید کرد که اولین رباتی بود که توسط یک تولیدکننده بزرگ پیاده‌سازی شد. جنرال موتورز در همان سال استفاده از آن را در کارخانه نیوجرسی خود آغاز کرد. در سال ۱۹۶۹، ویکتور شاینمن (Victor Scheinman) بازوی استنفورد را در دانشگاه استنفورد اختراع کرد. این یک ربات مفصلی ۶ محوره تمام الکتریکی بود.

این فناوری جدید امکان استفاده از ربات‌ها را برای تولیدکنندگان در کارهای مونتاژ و جوشکاری فراهم کرد. او بعداً طرح‌های خود را به Unimation فروخت، که سپس آنها را در کنار جنرال موتورز توسعه داد.

در همین حال، ASEA در اروپا، ASEA IRB را در سال ۱۹۷۵ توسعه داد که اولین ربات کاملاً الکتریکی بود. همچنین اولین ربات کنترل‌کننده ریزپردازنده بود که از اولین چیپست اینتل استفاده می‌کرد. در سال ۱۹۷۸، بازوی ربات PUMA توسط Vicarm و Unimation با پشتیبانی جنرال موتورز عرضه شد. این بازو در ابتدا در خطوط مونتاژ مورد استفاده قرار می‌گرفت و امروزه نیز توسط محققان رباتیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. در نهایت، OTC ژاپن اولین نسل از ربات‌های جوشکاری قوسی اختصاصی را در سال ۱۹۷۹ عرضه کرد.

ربات‌های SCARA در صنایع کاربرد دارند

در میان اعضای کنسرسیوم، تولیدکنندگانی از جمله فوجیتسو و توشیبا حضور داشتند. پس از موفقیت دومین نمونه اولیه، آنها در سال ۱۹۸۱ شروع به تولید ربات‌های صنعتی اسکارا کردند. آنها این ربات‌ها را در کارخانه‌های خود به کار گرفتند، اما آنها را به سایر تولیدکنندگان نیز بازاریابی و فروختند.

شرکت سانکیو سیکی، تولیدکننده جعبه موسیقی مستقر در ژاپن، یکی از اولین شرکت‌هایی بود که ربات‌های اسکارا را به کار گرفت. آنها در همان سال این ربات‌ها را به خط تولید خود اضافه کردند و از آنها برای مونتاژ PCB برای تقویت‌کننده‌های صوتی استفاده کردند. شرکت‌های دیگری مانند هیراتا و NEC نیز از اولین شرکت‌هایی بودند که این نوع ربات‌های مونتاژ را در اختیار داشتند.

مزایای ربات انسان‌نما

• می‌توان از این ربات‌ها برای اهداف مختلفی مانند آزمایش حرکات، تشخیص یا شبیه‌سازی محیط‌های چالش‌برانگیز برای آزمایش و سایر اهداف استفاده کرد. 
• ربات‌های انسان‌نما برای ماموریت‌های فضایی چالش‌برانگیز ایده‌آل هستند. همچنین، برخی از آنها حتی می‌توانند به عنوان همکار در تحقیقات عمل کنند. همچنین، ربات‌های انسان‌نما می‌توانند به مقابله با موقعیت‌های فاجعه‌بار ساخته دست بشر مانند جنگ‌ها و غیره کمک کنند. 
• با توجه به افزایش اتوماسیون در دنیای پرشتاب امروز، کسب‌وکارها در حال برنامه‌ریزی برای سرمایه‌گذاری روی ربات‌های انسان‌نما هستند. این امر باعث افزایش بهره‌وری، صرفه‌جویی در هزینه‌های منابع انسانی و افزایش مثبت گردش مالی خواهد شد. 
• با پیشرفت سلاح‌های نظامی، اکنون استقرار ربات‌های انسان‌نما برای مقابله با سرعت و کاهش خونریزی سربازان انسانی ضروری است. برخی از ربات‌های انسان‌نمای نظامی می‌توانند حرکت کنند و داده‌ها را جمع‌آوری، پردازش و به طور مؤثر کار کنند و به سیستم نظامی کشور کمک کنند. اما هنوز تحقیقات و توسعه زیادی برای پر کردن کامل این شکاف مورد نیاز است. 

معایب ربات انسان‌نما

• ربات‌های انسان‌نما به خاطر کارایی بالاترشان نسبت به انسان‌ها در بسیاری از زمینه‌ها شناخته شده‌اند. همچنین این موضوع باعث ایجاد ترس در بین انسان‌ها شده است که ممکن است بر زمینه‌های شغلی تسلط پیدا کنند و انسان‌ها را از مشاغلشان حذف کنند. این تهدید قریب‌الوقوع وجود دارد که ربات‌های انسان‌نما ممکن است باعث ایجاد شکاف در بازار کار شوند.
• ربات‌های انسان‌نما بسیار پرهزینه هستند و به همین دلیل فقط شرکت‌های بزرگ می‌توانند در کسب‌وکارشان سرمایه‌گذاری و مستقر شوند. این امر به آنها کمک می‌کند تا با سرعت پیش بروند و بقای شرکت‌های کوچک و متوسط ​​را تهدید می‌کند. کارشناسان معتقدند که این امر باعث عدم تعادل قابل توجهی در وضعیت اقتصادی در سراسر جهان خواهد شد. 

نتیجه‌گیری

داستان اولین ربات جهان با نمایشنامه اریوار R.U.R.کارل چاپک آغاز شد، اما ایده موجوداتی مصنوعی که به انسان‌ها در انجام کارهای مختلف کمک کنند، ریشه‌های بسیار دور و درازی در تاریخ دارد. از افسانه‌های یونان باستان گرفته تا ماشین‌های خودکار قرون وسطی و ربات‌های صنعتی مدرن، مفهوم ربات‌ها همواره مورد توجه انسان‌ها بوده است. امروزه ربات‌ها نقش مهمی در زندگی ما ایفا می‌کنند و همچنان پیشرفت‌های زیادی در این زمینه در حال وقوع است.