Περιεχόμενο
Ένα ρομπότ είναι μια μηχανή που λειτουργεί αυτόματα και μπορεί να προσαρμοστεί στις αλλαγές στο περιβάλλον της. Αν και η λέξη "ρομπότ" χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στον τσεχικό συγγραφέα Karl Capeks 1921, "Rossums Universal Robots", οι άνθρωποι έχουν βαρεθεί με μηχανήματα που τρέχουν χωρίς ανθρώπινη καθοδήγηση από την εποχή των Φαραώ. Ένα βασικό κομμάτι της επιστημονικής φαντασίας, τα ρομπότ είναι όλο και πιο σημαντικό τμήμα της κοινωνίας μας, εκτελώντας πολλές δουλειές που είναι πολύ επικίνδυνες ή κουραστική για τα ανθρώπινα όντα.
Σύστημα ελέγχου
Στο πιο βασικό επίπεδο, τα ανθρώπινα όντα και τα άλλα ζώα επιβιώνουν μέσω μιας αρχής που ονομάζεται ανατροφοδότηση. Τα ανθρώπινα όντα αντιλαμβάνονται τι συμβαίνει γύρω τους και αντιδρούν ανάλογα. Η χρήση ανατροφοδότησης για τον έλεγχο του τρόπου λειτουργίας μιας μηχανής χρονολογείται από το 1745 τουλάχιστον, όταν ο ιδιοκτήτης του αγγλικού ελασματουργείου Edmund Lee χρησιμοποίησε την αρχή για να βελτιώσει τη λειτουργία του αιολικής μονάδας. Κάθε φορά που ο άνεμος αλλάζει κατεύθυνση, οι εργαζόμενοι του έπρεπε να μετακινήσουν τον ανεμόμυλο για να αντισταθμίσουν. Ο Lee πρόσθεσε δύο μικρότερους ανεμόμυλους στο μεγαλύτερο. Αυτοί οι μικρότεροι ανεμόμυλοι τροφοδοτούσαν έναν άξονα ο οποίος γύριζε αυτόματα το μεγαλύτερο για να αντιμετωπίσει τον άνεμο.
Ένα σύστημα ελέγχου ρομπότ χρησιμοποιεί ανατροφοδότηση ακριβώς όπως το κάνει ο ανθρώπινος εγκέφαλος. Ωστόσο, αντί μιας συλλογής νευρώνων, ένας εγκέφαλος ρομπότ αποτελείται από ένα τσιπ πυριτίου που ονομάζεται κεντρική μονάδα επεξεργασίας ή CPU, το οποίο είναι παρόμοιο με το τσιπ που τρέχει ο υπολογιστής σας. Οι εγκέφαλοί μας αποφασίζουν τι πρέπει να κάνουν και πώς να αντιδρούν στον κόσμο με βάση την ανατροφοδότηση από τις πέντε αισθήσεις μας. Μια CPU ρομπότ κάνει το ίδιο πράγμα με βάση δεδομένα που συλλέγονται από συσκευές που ονομάζονται αισθητήρες.
Αισθητήρες
Τα ρομπότ λαμβάνουν ανατροφοδότηση από αισθητήρες που μιμούνται ανθρώπινες αισθήσεις όπως κάμερες βίντεο ή συσκευές που ονομάζονται φωτο-εξαρτώμενες αντιστάσεις που λειτουργούν σαν μάτια ή μικρόφωνα που λειτουργούν ως αυτιά. Ορισμένα ρομπότ έχουν ακόμη και επαφή, γεύση και οσμή. Το CPU του ρομπότ ερμηνεύει σήματα από αυτούς τους αισθητήρες και προσαρμόζει ανάλογα τις ενέργειές του.
Ενεργοποιητές
Για να θεωρηθεί ένα ρομπότ, μια συσκευή πρέπει να έχει ένα σώμα που μπορεί να κινηθεί σε αντίδραση στην ανάδραση από τους αισθητήρες της. Τα σώματα ρομπότ αποτελούνται από μέταλλο, πλαστικό και παρόμοια υλικά. Μέσα σε αυτά τα σώματα είναι μικρές μηχανές που ονομάζονται ενεργοποιητές. Οι ενεργοποιητές μιμούνται τη δράση των ανθρώπινων μυών για να μετακινούν μέρη του σώματος ρομπότ. Τα πιο απλά ρομπότ αποτελούνται από έναν βραχίονα με ένα εργαλείο προσαρμοσμένο για μια συγκεκριμένη εργασία. Τα πιο προηγμένα ρομπότ μπορεί να κινούνται γύρω από τροχούς ή πέλματα. Τα ανθρωποειδή ρομπότ έχουν χέρια και πόδια που μιμούνται την ανθρώπινη κίνηση.
Παροχή ηλεκτρικού ρεύματος
Για να λειτουργήσει ένα ρομπότ πρέπει να έχει ισχύ. Οι άνθρωποι παίρνουν την ενέργειά τους από τα τρόφιμα. Αφού τρώμε, το φαγητό διασπάται και μετατρέπεται σε ενέργεια από τα κύτταρα μας. Τα περισσότερα ρομπότ παίρνουν την ενέργεια τους από τον ηλεκτρισμό. Σταθερά ρομποτικά όπλα όπως αυτά που λειτουργούν σε εργοστάσια αυτοκινήτων μπορούν να συνδεθούν όπως οποιαδήποτε άλλη συσκευή. Τα ρομπότ που κινούνται συνήθως τροφοδοτούνται από μπαταρίες. Οι ρομποτικοί μας αισθητήρες χώρου και οι δορυφόροι σχεδιάζονται συχνά για τη συλλογή ηλιακής ενέργειας.
End Effectors
Για να αλληλεπιδράσουν με το περιβάλλον και να εκτελέσουν καθήκοντα, τα ρομπότ είναι εξοπλισμένα με εργαλεία που ονομάζονται τελεστές λήξης. Αυτά ποικίλλουν ανάλογα με τις εργασίες που έχει σχεδιαστεί για τη διεξαγωγή του ρομπότ. Για παράδειγμα, οι εργάτες ρομποτικού εργοστασίου έχουν εναλλάξιμα εργαλεία όπως ψεκαστήρες βαφής ή φακούς συγκόλλησης. Τα κινητά ρομπότ, όπως οι ανιχνευτές που αποστέλλονται σε άλλους πλανήτες ή τα ρομπότ διάθεσης βόμβας, έχουν συχνά λαβές γενικής χρήσης που μιμούνται τη λειτουργία του ανθρώπινου χεριού.