במהלך השנים נוצרו סרטים רבים שמתארים לנו איך החיים עשויים להיראות אם רובוטים ישתלטו על כדור הארץ.
למרות שהאמת יכולה להיות שונה מאוד ממה שהסרטים האלה מתארים, עובדה אחת שיש להתעלם ממנה היא שרובוטים התקדמו מיצורים מיתיים בסרטים לישויות אמיתיות בסביבה תעשייתית ואזרחית במהלך חמשת העשורים האחרונים.
אנשים וצוותי חברות מסתמכים יותר ויותר על טכנולוגיית רובוטים חכמים כדי לבצע מגוון רחב של פעילויות פיזיות ככל שרובוטים משתלבים יותר במרקם חיי היומיום שלנו.
הם מגבירים את בטיחות האדם, ממזערים את זמן ההשבתה ומצמצמים באופן דרמטי את עלויות התפעול בנוסף לשיפור היעילות והייצור בתעשיות.
אנחנו עכשיו בעידן הדיגיטלי.
עם זאת, העידן הרובוטי יגיע אלינו בעתיד הקרוב. עם ההתקדמות הטכנולוגית, לא ירחק היום שבו יהיה לך רובוט שיטפל בכל תחומי האחריות שלך.
אנחנו כבר מאצילים תפקידים לעוזרים האישיים שלנו, הודות לעלייה של בינה מלאכותית טכנולוגיה התומכת באפליקציות כמו Alexa או Siri.
מה זה רובוטיקה?
רובוטיקה היא דיסציפלינה רב-תחומית המשלבת מדע, הנדסה וטכנולוגיה.
זה כרוך בתכנון, ייצור, תפעול ושימוש במכונות המכונות רובוטים כדי לבצע עבודות שבוצעו באופן מסורתי על ידי בני אדם או להחליף פעולות אנושיות.
מטרת הרובוטיקה היא ליצור מכונות שיכולות לסייע ולתמוך באנשים.
רובוטיקה היא תכנון ותפעול של מכשירים שיכולים לבצע משימות פיזיות באופן עצמאי או חצי אוטונומי עבור בני אדם.
רובוטים מבצעים בדרך כלל פעילויות שחוזרות על עצמן או שאינן בטוחות מכדי שבני אדם יוכלו לבצע אותן כראוי.
רובוטים מכניים מקיימים אינטראקציה עם הסביבה הפיזית באמצעות חיישנים, מפעילים ועיבוד נתונים. אנשי מקצוע ברובוטיקה חייבים להיות בעלי בסיס טוב בהנדסת מכונות, הנדסת חשמל ותכנות מחשבים.
רובוטיקה היא תחום בולט ואחד העסקים הצומחים ביותר, וחלו התפתחויות רבות בשנים האחרונות.
למידת מכונה, בינה מלאכותית ופריצות דרך טכנולוגיות אחרות הפכו את הכניסה למגזר פשוט מתמיד.
רובוטים מועסקים גם במגוון מגזרים בימינו; תאגידים כמו רובוטים, מכיוון שהם מאפשרים להם לייצר יותר דברים בצורה יעילה יותר.
מהם הסוגים השונים של רובוטים?
רובוטים נבדלים זה מזה במגוון דרכים, כולל צורתם, גודלם, עיצובם, הפונקציות שהם יכולים לעשות, מידת האוטונומיה שיש להם וכו'.
רובוטים יכולים להיות קטנים עד 0.2 מ"מ (ה-RoboBee) או עד 200 מטר (ה-Vindskip). הם יכולים להיות קבועים או ניתנים להזזה, זקוקים לפיקוח ומעורבות אנושית, או לפעול בצורה חלקה על פי הנחיות מתוכנתות מראש ויכולות קבלת החלטות.
רובוטים מקובצים באופן כללי לארבעה סוגים. אלו הסוגים:
- רובוטים מתוכנתים מראש
- רובוטים דמויי אדם
- רובוטים אוטונומיים
- רובוטים בהפעלה טלפונית
רובוטים מתוכנתים מראש
רובוטים מתוכנתים מראש פועלים בסביבה בסיסית ומווסתת ואינם דורשים בינה מלאכותית מערכות בקרה לתפקד.
הרובוטים המתוכנתים מראש הם אלו שיש ליידע אותם מה עליהם לבצע מבעוד מועד ולאחר מכן לבצע את התוכנית הזו.
זרוע מכנית או פס ייצור של רכב יהיו דוגמאות לסוג זה של אוטומציה רובוטית.
רובוט מתוכנת מראש יוקם לביצוע חובה ספציפית אחת, והוא ימשיך לעשות זאת מהר יותר, יעיל יותר ולמשך תקופות ארוכות יותר ממה שעבודה אנושית יכולה.
רובוטים דמויי אדם
רובוטים דמויי אדם הם מה שרוב האנשים מדמיינים כשהם חושבים על רובוטים. רובוטים אלה נועדו להידמות או לשכפל התנהגות אנושית.
רובוטים דמויי אדם מבצעים לעתים קרובות פעולות דמויות אדם כמו ריצה ונשיאת סחורות, ולעתים הם מתוכננים להיראות כמו ולחקות את גוף האדם, מאפייני הפנים והרגשות.
עד כה פותחו מספר מצומצם של רובוטים דמויי אדם והם מועסקים במגוון פונקציות.
רובוטים אוטונומיים
רובוטיקה אוטונומית נחשבת בדרך כלל כתחום של בינה מלאכותית, רובוטיקה והנדסת מידע.
ללא פיקוח אנושי ישיר, הרובוטים הללו עובדים באופן אוטונומי, מושכל ומסתגלים לסביבתם.
יש להם "אוטונומיה" שכן בסופו של דבר תפקידה של המכונה לזהות ולהגיב לשינויים בסביבה.
רובוטים אלה כוללים חיישנים מובנים שיכולים לעזור להם בביצוע שיפוטים על סמך הכשרתם.
רובוטים לניקוי בתים, רובוטים לקיצוץ דשא, מל"טים אוטונומיים, רובוטים לסיוע רפואי וכן הלאה הם דוגמאות נפוצות לרובוטים אלו.
רובוטים בהפעלה טלפונית
רובוטים המופעלים מרחוק הם לרוב חצי אוטונומיים ומשתמשים ברשת אלחוטית כדי לאפשר פיקוח אנושי מרחוק.
רובוטים המופעלים מרחוק הם בוטים אוטונומיים למחצה שמשתמשים ברשת אלחוטית כדי לאפשר שליטה אנושית מרחוק.
רובוטים אלה משמשים לעתים קרובות במצבים גיאוגרפיים קשים, מזג אוויר ותרחישים.
צוללות בשליטה אנושית המשמשות לתיקון שבירות בצנרת תת-ימית במהלך דליפת הנפט של BP הן דוגמאות לרובוטים המופעלים מרחוק, וכך גם רחפנים המשמשים לאיתור מוקשים בשדה קרב.
רובוטים אלה משמשים לעתים קרובות במצבים גיאוגרפיים קשים, מזג אוויר ותרחישים.
מהם היישומים של רובוטיקה?
על פי דיווחים, רובוטים תעשייתיים מהווים יותר מ-90% מכלל הרובוטים המבצעיים כיום.
המשמעות היא שתעשיות ברחבי העולם הן הצרכנים העיקריים של רובוטים, בעוד שצריכה ביתית או פרטנית של רובוטים היא זניחה.
להלן כמה מהיישומים הרובוטיים המובילים בעולם בשנת 2022:
- הרמה, שינוע, משטחים, מיון, אריזה ותהליכים קשורים אחרים מבוצעים על ידי רובוטים בעסקי טיפול בחומרים.
- רובוטים מועסקים בעסקי המחקר הקליני לעיבוד דגימות, מיון, ניתוח וכן הלאה, תוך הימנעות מסכנות לעובדים והורדת היקף הטעות האנושית.
- רובוטים משמשים בעסקי הייצור לביצוע עבודות מסוכנות או מיותרות וחוזרות על עצמן שיכולות לכלול הרמה כבדה ותנועה, כגון על פסי ייצור, ריתוך, צביעה, ייצור וכן הלאה.
- בעסקי הבריאות, רובוטים משמשים לשיפור תוכניות האבחון והטיפול, ביצוע הליכים, ניתוחים מסובכים ומרוחקים במיוחד, וכן הלאה.
- רובוטים בחקלאות משמשים לחליבת בקר, קטיף, מיון ואריזת תוצרת בחוות, ביצוע מגוון תהליכים חקלאיים בחוות, שליטה מלאכותית על הפרמטרים הנדרשים לחקלאות, איסוף וניתוח נתונים בחווה, עבודה עם בעלי חיים וכדומה. עַל.
- רובוטים בתעשיית חירום: רובוטים יכולים להגיב הרבה יותר מהר מאנשים ואינם מושפעים מרגשות. כתוצאה מכך, מגיבים ראשונים, צוותי תגובה לאירועים ורשויות אכיפת החוק מעסיקים אותם. הם גם מהווים אנשי מקצוע מצוינים לסילוק פצצות וחברי חוליית חיפוש והצלה.
- ניסויים הוכיחו שרובוטים יכולים לבנות מבני לבנים פי ארבעה מהר יותר מעבודה אנושית, מה שהופך את הרובוטים לכוח עבודה יעיל מאוד בעסקי הבנייה. הם יכולים לסייע בהרמה, נשיאה, בנייה, ניתוח ומגוון משימות אחרות.
- רובוטים בתעשיית המסעדות והמזון: שפים וברמנים רובוטיים יהיו פופולריים ב-2022.
- רובוטים בחקר ובארכאולוגיה, מומחים אנושיים יכולים להגיע רק עד כה, ותמיכה בהם בחקר אזורים גיאוגרפיים מסוימים עשוי להיות יקר. עם רובוטים, הקושי הזה נפתר בקלות. ניתן לעצב אותם כך שיהיו אדיבים וזהירים יותר באתר העבודה מאשר אנשים, והם יכולים לאסוף ולנתח נתונים במהירות.
- הכוחות המזוינים השתמשו זה מכבר ברחפנים ובכלי טיס בלתי מאוישים במגוון מדינות. נכון לעכשיו, חיל האוויר וחיל הים משתמשים ברובוטים למגוון משימות. יש אפילו שמועות על לוחמים רובוטיים עתידיים שמפטרלים בגבולות.
- כוחות משימה אנושיים באבטחה ומעקב נמצאים בסיכון לאבד את חייהם, או שכוח עבודה גדול יותר יידרש לעמוד בקצב התפקידים במשמרות ולאפשר להם לקחת הפסקות. לרובוטים אין אילוץ זה והם יכולים לבצע בקלות את משימות האבטחה והמעקב הדרושות.
- אוטומציה ביתית ורובוטים לבית חכם: רובוטים לאוטומציה ביתית עוזרים לאנשים בביצוע מטלות ביתיות מיותרות כמו ניקיון, שמירה על חברה, ניטור בריאותם של אנשים ספציפיים בבית, הפעלת אזעקות על סמך הוראות מתוכנתות מראש, הרמת חפצים פשוטים, ביצוע משימות ספציפיות מבוקרות לפי הוראות מתוכנתות וכן הלאה.
מהם המרכיבים העיקריים של רובוטים?
רובוטים מתוכננים לענות על מגוון רחב של דרישות ולשרת מספר פונקציות, וכתוצאה מכך, הם דורשים מגוון רחב של רכיבים מיוחדים לביצוע מטלות אלו.
עם זאת, רכיבים רבים חיוניים ליצירת כל רובוט, כגון ספק כוח ויחידת עיבוד מרכזית. באופן כללי, ניתן לחלק את רכיבי הרובוטיקה לחמש קטגוריות:
- מערכת בקרה
- חיישנים
- מתנעים
- ספק כוח
- אפקטי קצה
מערכת בקרה
החישוב כולל את כל הרכיבים המורכבים מיחידת העיבוד המרכזית של הרובוט, הידועה לרוב כמערכת הבקרה שלו.
מערכות בקרה בנויות כדי להדריך רובוט כיצד להשתמש ברכיבים המיוחדים שלו, באופן דומה לאופן שבו המוח האנושי משדר אותות בכל הגוף כדי להשיג עבודה נתונה.
עבודות אלו עשויות לנוע בין ניתוח זעיר פולשני לאריזת פס ייצור.
חיישנים
חיישנים מספקים כניסות דחפים חשמליים לרובוט, שהבקר מפרש ומאפשר לרובוט ליצור אינטראקציה עם סביבתו.
חיישנים נפוצים הכלולים ברובוטים כוללים מצלמות וידאו שמתפקדות כעיניים, נגדי פוטו המגיבים לאור ומיקרופונים הפועלים כאוזניים.
חיישנים אלו מאפשרים לרובוט לתעד את סביבתו, לקבוע את המסקנה ההגיונית ביותר בהתבסס על הנסיבות הנוכחיות, ולשלוח פקודות לרכיבים האחרים.
מתנעים
רק גאדג'ט עם מסגרת או גוף ניתנים להזזה יכול להיקרא רובוט. הרכיבים הגורמים לתנועה זו ידועים כמפעילים.
חלקים אלו מורכבים ממנועים המקבלים פקודות ממערכת הבקרה ופועלים יחד לביצוע התנועות הנדרשות לביצוע המשימה.
מפעילים בנויים ממספר חומרים, כולל מתכת ואלסטי, ולעיתים מונעים על ידי אוויר דחוס (מפעילים פנאומטיים) או שמן (מפעילים הידראוליים), למרות שהם מגיעים במגוון תצורות כדי לבצע בצורה הטובה ביותר את תפקידם המיוחד.
ספק כוח
רובוטים, כמו גוף האדם, דורשים כוח כדי לתפקד. רובוטים נייחים, כמו אלה שרואים במפעלים, יכולים להיות מופעלים על ידי זרם חילופין (AC) דרך שקע בקיר, למרות שהם מופעלים בדרך כלל על ידי סוללה פנימית.
רוב הרובוטים משתמשים בסוללות עופרת כיוון שהן בטוחות ובעלות חיי מדף ארוכים, אם כי חלקם עשויים להשתמש בסוג הכסף-קדמיום הקומפקטי יותר אך גם יקר יותר.
בעת בניית אספקת החשמל של רובוט, בטיחות, משקל, ניתנות להחלפה ואורך חיים הם כולם שיקולי מפתח שיש לקחת בחשבון.
אפקטי קצה
אפקטורי קצה הם המרכיבים הבסיסיים המאפשרים לרובוטים לבצע את המשימות שלהם.
רובוטים במפעל כוללים בדרך כלל כלים הניתנים להחלפה כמו מרססי צבע ומקדחות. לרובוטים כירורגיים יכולים להיות אזמלים, וסוגים אחרים של רובוטים יכולים להיות מתוכננים עם טפרים או אפילו ידיים למשימות כמו הובלה, אריזה, פיזור פצצות ועוד.
יתרונות
- הם מסוגלים לבצע מטלות ללא טעות ובזמן וביעילות.
- ניתן להשתמש בהם לכרייה ולהעבירם למדריד של כדור הארץ.
- חברות רבות משתמשות ברובוטים לייצור מוצרים כגון מטוסים וחלקי רכב. מכיוון שרוב הרובוטים הם אוטומטיים, הם יכולים לבצע מגוון של עבודות ללא צורך בהתערבות אנושית.
- יש להם גישה לידע שאין לבני אדם.
חסרונות
- החיסרון המשמעותי ביותר הוא שאם תוכנת הרובוט נופלת לידיים הלא נכונות, יש לה פוטנציאל לשחרר נזק מסיבי.
- כפי שכולנו יודעים, רובוטים פועלים לפי התוכנית שהוצבה בהם. אז למעט התוכנית המותקנת, רובוטים לא יכולים לעשות שום דבר אחר.
- הם יכולים לאחסן כמויות אדירות של נתונים, אבל הם לא יעילים כמו שלנו מוח אנושי.
- הם חייבים להיות מופעלים לעבודה. עובדים בתעשייה עלולים לאבד את מקום עבודתם אם רובוטים יחליפו אותם.
סיכום
עם הישגים טכניים כלליים חדשים שונים, תחום הרובוטיקה התפתח מאוד.
דוגמה אחת היא הופעת הביג דאטה, המספק הזדמנויות נוספות להטמעת יכולת תכנות במערכות רובוטיות.
דוגמה נוספת היא שימוש בסוגים חדשים של חיישנים והתקנים מקושרים לניטור משתנים סביבתיים כגון טמפרטורה, לחץ אוויר, אור, תנועה וכן הלאה.
כל זה מועיל לרובוטיקה ופיתוח רובוטים מסובכים וחכמים יותר למגוון יישומים, כולל ייצור, בריאות ובטיחות ותמיכה אנושית.
טכנולוגיית הרובוטיקה חדרה לכל היבט בחיינו. רובוטים לא רק מרימים את הרף לאיכות המוצרים והשירותים המוצעים; הם גם מעלים את רף היעילות והפרודוקטיביות בכל מגזר שניתן להעלות על הדעת.
פעילויות רבות המסוכנות ביותר לעבודה אנושית מטופלות כעת על ידי רובוטים, תוך הגנה על חיי אדם ורווחה.
רובוטים יכולים לבצע את אותה פעילות שוב ושוב ללא צורך בהפסקות, בעוד שבני אדם אינם יכולים.
השאירו תגובה