High-Tech Robotok: A robotok Kora

A minap néztem meg a Vasember című filmet. Ami minden alkalommal megfog a filmben Tony Stark frappáns megjegyzései mellett a robotok. Egy kis kutakodás után megtudtam, hogy akár nekünk is lehetnek high-tech robotjaink, egy kisebb-nagyobb befektetéssel. Ebben a cikkben megmutatom, milyen fajtái vannak a robotoknak és ezeket hol tudjuk hasznosítani.

Mik azok a robotok?

Egyszerűen megfogalmazva a robotika a mérnöki tudományokat és a technológiát ötvözi, hogy olyan gépeket alkosson, amelyeket úgy programoznak, hogy különböző feladatok elvégzésében az embert utánozzák, segítsék vagy helyettesítsék.

A robotok történelme

Talán csak kevesen tudják, hogy az egyik első robotot a Görögök készítették, I. e. 4. illetve 3. században. Az első robot atyja Arkhütasz görög filozófus, matematikus, politikus, hadvezér és csillagász. A szép karrier mellett több találmánya is volt, de az egyik legérdekesebb a robot galambja, ami több mint 180m-t tudott repülni. A szerkezetet egy földi talapzatból lőtték ki, amiben vizet forraltak. Amint a víz felforrt, a galamb üres belsejében nyomás keletkezett. Amikor a nyomás túl nagy lett és a talapzat már nem tudta tartani a madarat, az lerepült a talapzatról és majdnem 200m után ért földet.

A másik robot neve Automate Therapaenis (automata szobalány). A robot ahogy a neve is említi egy szobalány, akinek a feladata bortöltés volt. A kezébe helyezve a poharat, egy mechanizmus segítségével a másik kezében lévő kancsóból először bor, majd aztán víz folyt, így készítve el az italt.

Az első ipari robotot 1954-ben George Devol készítette, és először a General Motors használta 1961-ben New Jersey-i összeszerelő üzemükben. A robot a ma ismert utódaihoz hasonlóan egy hosszú karból állt, ami villáskulcs szerű kezével különböző tárgyakat tudott megfogni és mozgatni. A robot több mint 1,5 tonnát nyomó robotkar autó alkatrészeket vett le a szerelőszalagról és hegesztette rá az autó karosszériájára, ami egy rendkívül veszélyes feladat volt a munkások számára.

A robotok típusai

Akár csak a madaraknak a robotoknak is vannak alfajai. Általánosságban 5db különböző csoportra osztjuk a robotokat.

Autonomus Mobile Robots (AMR)

Az Autonomus Mobile Robot (autonóm robot) olyan robot, ami emberi irányítás nélkül mozog, és képes önállóan gondolkodni és cselekedni bizonyos feladatokban. Ezek a robotok sokféle érzékelőt és szenzort használnak, hogy észleljék a környezetüket. Így tudják, mi történik körülöttük, és alkalmazkodni tudnak a változó körülményekhez. Sok háztartásban előfordulnak autonóm robotok, mivel a robot porszívó, fűnyíró is ebbe a kategóriába tartozik. A leggyakoribb felhasználásuk a raktárokban van. Ezek a kis lapos kerekeken guruló robotok nehéz árut cipelnek A pontból B pontba.

alkalmazkodni tudnak a változó körülményekhez

Starship Technologies

A Starship Technologies 2017-ben mutatta be csomag kiszállító robotjait, amik teljesen önmaguktól navigálnak el feladótól a címzettig. A roboton 12db kamera található, ami segíti a navigálásban és a terep felderítésében. A robotok 12 óra akkumulátor idővel rendelkeznek 6km/h átlagsebességgel. Azért a cég nem engedi elkószálni kis segítőit, mivel minden robot a feladótól maximum 3.5 km-t tehet meg a célállomásig, ezért elképzelhető, hogy egyes pontjain a nagyvárosnak nem tudunk robotos kiszállítást kérni. A robotok jelenleg Amerikában, Egyesült Királyságban, Németországban, Dánia, Finnország és Észtországban vannak jelen.

A robotok lopás gátló berendezéssel is el vannak látva, ha valaki haza szeretné vinni őket, vagy a bennük rejlő kincseket. Amint a robotot valaki elemeli a földtől, azonnal hangos sípoló hangot kezd kiadni. Ha mindez ellenére valaki mégis hazacipeli az amúgy 25 kg alapsúlyú robotot, azt a cég a robotban található GPS segítségével be tudja mérni méteres pontossággal. Azonban a robot harmadik biztonsági rendszere szinte kijátszhatatlan. A robot egy elektronikus zárral van ellátva, amit csak a címzett tud kinyitni az appal.

Amint a robotot valaki elemeli a földtől, azonnal hangos sípoló hangot kezd kiadni 

Automated Guided Vehicles (AGV)

Az AGV-k (Automatizált irányított járművek) hasonlóak az AMR-hez. Ezek olyan kis járművek, amelyek saját maguk tudnak közlekedni, és különböző feladatokat ellátni egy előre meghatározott útvonalon vagy pályán. Neki jóval kevesebb szenzora van, mint az AMR-nek, mivel egy előre megtervezett útvonalon mozog. Az útvonalat egy ragasztócsíkkal jelölik ki, amit a robot szenzorjaival követ, és mindig középen megy a vonalon.

Ezekre a robotokra tekinthetünk úgy is mint az AMR-ek lebutított változatára. Egy kiváló példa a két robotra az autó és a vonat. Jelen esetben a vonat az AGV és az AMR az autó. Ha a vonat útjába teszünk egy akadályt addig nem tud tovább haladni, amíg azt el nem vesszük előle. Ezzel szemben az autó könnyedén elmanőverez az akadály elől.

Articulated Robot

A legtöbben, ha gyárakban dolgozó robotokra gondolunk, akkor valami ilyesmi jut eszünkbe:

Ezeket a robotokat Articulated Robots vagy más néven csuklós robotoknak nevezzük. A robot kinézetre egy karra hasonlít, aminek 2 vagy akár 10 “ízülete” is lehet, ami mentén forogni tud. A precizitásuknak és hajlékonyságuknak köszönhetően nagyon közkedvelt robotok, amiket széles körben alkalmaznak. A csuklós robotok könnyedén tudnak tárgyakat megfogni, festeni, vagy bármilyen más precíziós műveletet végrehajtani. A több mint 1000 kg teherbírásuknak köszönhetően szinte bármit képesek felemelni. Mindamellett, hogy rendkívül erősek, okosak is. Képesek gépeket az adott anyaggal betölteni vagy autókat építeni.

 A több mint 1000 kg teherbírásuknak köszönhetően szinte bármit képesek felemelni.

Cobot (collaborative robot)

A cobotok hasonlóak a csuklós robotokhoz, felépítésben és kinézetükben is. A különbség köztük, hogy a cobotok közvetlenül ember mellett dolgoznak, míg a csuklós articulated robotok csak elkerítve az emberektől tisztes távolságban végezhetik a munkájukat. A cobotok ember barátsága annak a rengeteg szenzornak köszönhető, amikkel folyamatosan figyelik a környezetüket. Amint valaki túl közel megy hozzájuk, mint egy félős süni lelassulnak, vagy akár meg is állnak. Nagy cégek rendkívül kedvelik őket, mivel széles körű felhasználásuknak köszönhetően tudnak válogatni, csomagolni, illetve még főzni is.

Samsung bot chef

A Samsung 2019-ben mutatta be az új robotját a Samsung bot chef-et. Az eszköz egy robot séf. A robot két karból áll, és egy szokatlan, ugyanakkor hasznosnak bizonyuló megoldás a cobotok körében. A robot a bemutatóján egy salátát segített elkészíteni. A robotra a későbbiekben több fajta receptet és úgy nevezett “skilleket” tudunk majd letölteni. A kiadásáról egyelőre nem tudni semmit, de a kissé instabil mozgásából ítélve még finomítanak rajta mielőtt a kezünkbe adnák.

Da Vinci Surgical Robots

Az orvostudomány talán az egyik legnehezebb szakma, kifejezetten az életmentő műtétek, ahol nagyon sok minden félremehet. Egy amerikai vállalat az Intiutive Surgical 2014-ben bemutatta a Da Vinci Xi névre hallgató műtő robotját, ami a műtétek reformálását tűzte ki célul. A robotnak 4 keze van, így egy kicsit hasonlít egy polipra.

A robotot orvos irányítja, ugyanakkor az okos funkciói segítségével a műtéteket rendkívül hasznos módon segíti, és ezzel hozzájárul a sikeres műtéthez. Az orvosnak egy szuper fejlett kijelzőn látja a robot karjain lévő kristálytiszta kameraképet. Ez a fajta kijelző képes a mélységet úgy érzékeltetni, mint egyik másik kijelző sem, így olyan mintha egy nagyítón át néznénk a műtétet. A robot rendkívüli precíz, az egyik korai bemutatóján például egy szőlőszemet hámozott meg anélkül, hogy megsértette volna a húsát a gyümölcsnek. Egyre több kórház és egyetem használja már, beleértve a magyarországi Semmelweis Egyetemet is.

egyik korai bemutatóján például egy szőlőszemet hámozott meg anélkül, hogy megsértette volna a húsát a gyümölcsnek

Humanoid

A humanoid robotok talán a leghíresebb fajtája a robotoknak. Részben Hollywood miatt, gondoljunk csak olyan filmekre, mint például a StarWars, Én a robot vagy a közkedvelt Robotzsaru. A humanoid robotok, mint a nevében is benne van, az emberi kinézetet, gesztusokat, mozgást utánozza. Ezen fajta robotok tervezésénél fontos figyelembe venni az úgy nevezett „uncanny valley” (borzongás völgye) jelenséget. Egy robot minél emberibb annál cukibb, ha nem sikerül elérnünk ezt a hihetetlenül élethű emberi kinézetet, a robotunk bizarrul, ijesztően fog kinézni, és ez az „uncanny valley”. Ezért a mérnökök sokkal inkább cuki emberi vonásokat tartalmazó, de nem túl élethű robotok kifejlesztésén dolgoznak, mint sem egy nagyon realisztikus robot fejlesztésén.

Emberien néz ki, mégsem ilyesztő.

Feladatok elvégzése tekintetében viszont nem túl hasznosak. Akárhogyan is nézzük és fényezzük az emberi fajt, a biológiai felépítésünk nem a legjobb (ha csak a stabilitást nézzük egy négylábúhoz képest), ugyanakkor mégis uralkodó faj vagyunk ezen a bolygón az agyunk miatt. Ha robotot építünk, érdemes az emberi kinézetet elengedni és sokkal inkább a hatékonyságra fókuszálni. Egy jó példa a robotporszívó. Ahelyett, hogy egy ember szerű robot fogná meg a porszívót és rángatná körül a lakásban ügyetlenül, sokkal jobb egy kicsi kerek alakú robot, ami szépen végigoson a házban. Ezért tekintünk a humanoid robotokra, mint kutatásokra és gépjeink határát tesztelő robotokra, mintsem egy munkavégző termékre.

Ha robotot építünk, érdemes az emberi kinézetet elengedni és sokkal inkább a hatékonyságra fókuszálni.

Ameca

Ameca az egyik legfejlettebb humanoid robot. Képes különböző arckifejezésekre, és az emberektől tanulni, ugyanakkor az „uncanny valley” küszöbén táncol. Szürkés arca és néhol bizarr mimikája miatt nem biztos, hogy szeretném, hogy reggel ő keltsen fel. Ha nem is tökéletes még, de hatalmas fejlődést jelent a humanoid robotok körében. Az arca és a mozgása sokkal kifinomultabb, mint az elődjeié. Képes tárgyakat felismerni és különböző dolgokat megtanulni, ezzel fejlesztve nem csak önmagát, de a többi robot társát. Ameca több nyelven is tud, többek között: német, angol, kínai, japán és francia. Jó hír, hogy a robot már megvásárolható. A rossz hír viszont, hogy több mint $100,000.

Atlas

Ha robotokról beszélünk nem maradhat ki az egyik legjobban fejlődő robotgyártó cég a Boston Dynamics és az ő Atlasa. Atlas egy humanoid robot, aki mindenféle akrobatikus mutatványokra is képes. Atlas rendelkezik a legfejlettebb robot mozgással, ezt az alábbi videó is alátámasztja.

Akár mennyire hitetetlen is a robot a videón nincs utómunkával megszerkesztve, ez Atlas

Atlas folyamatosan scenneli a környezetét, és egy 3D-s térképet készít a környezetéről, ami segíti a döntéshozatalban. A 3D térkép segítségével a robot folyamatosan egy szimulációt futtat a jelenlegi mozgásáról, és ebből jósolja meg a jövőbeli mozgását, így hamar észre tudja venni a különböző veszélyeket, ezzel csökkenti az elesés esélyét. Atlas akár tárgyakat is meg tud fogni, illetve arrébb rakni. Az egyik legfantasztikusabb fejlesztése a járás. Atlas maximum sebessége 9km/h, ami a leggyorsabb a humanoid robotok között.

Spot

Ha már Boston Dynamics szóba került nem hagyhattam ki a robotkutyát Spot-ot. Spot ugyan nem humanoid robot, de rendkívül hasznos. Spot egy joystickkal irányítható, de az AI-nak köszönhetően eltalál magától is bármerre. A mérnökök Spot-ot egy mentő robotnak tervezték, így olyan veszélyes, vagy megközelíthetetlen helyekre is be tud férkőzni, ahova ember nem. Nagyrészt hasonló technológiával működik, mint Atlas csak négy lábon. Hihetetlen stabilitásának és egyensúlyérzékének köszönhetően képes bárhova felmászni. Spot hátára több eszköz is szerelhető, növelve felhasználhatóságát.

 olyan veszélyes, vagy megközelíthetetlen helyekre is be tud férkőzni, ahova ember nem.

Atlas a hátán egy kiegészítő karral.

Robotok, amiket megvehetünk

Ha megjött a kedvünk a robotokhoz, akkor itt van pár, amit akár mi is megvehetünk magunknak.

Lego Mindstorms és Spike

A Legonak köszönhetően bárki megépítheti saját robotját. Rengeteg szenzor segítségével szinte bármilyen robotot létrehozhatunk és meg is programozhatunk. A Lego daraboknak köszönhetően pedig egyszerű és szórakoztató az összeszerelése.

Anki Vector

Vector egy szuper intelligens kis robot, akinek érzései vannak. Személyiségét hozzád igazítja, de pimasz és szomorú is tud lenni. Ha szeretnéd akár a telefonoddal is irányíthatod, de akár külön programokat is készíthetsz rá. Vector embereket és állatokat is felismer, így tudja, hogy kihez kell fordulni, ha segítség kell neki.

EMO

Emo hasonlóan Vectorhoz saját személyiséggel rendelkezik. Több mint 1000 arckifejezéssel rendelkezik. WiFi segítségével válaszolni tud kérdéseidre. Rengeteg funkcióval rendelkezik, többek között arcfelismerés, ébresztő, társasjátékok, …