Um robô (do tcheco robota) é um dispositivo, ou grupo de dispositivos, eletromecânicos capazes de realizar trabalhos de maneira autônoma ou pré-programada. Os robôs são comumente utilizados na realização de tarefas em locais mal iluminados, ou na realização de tarefas sujas ou perigosas para os seres humanos. Os robôs industriais utilizados nas linhas de produção são a forma mais comum de robôs, uma situação que está mudando recentemente com a popularização dos robôs comerciais limpadores de pisos e cortadores de gramas. Outras aplicações são: tratamento de lixo tóxico, exploração subaquática e espacial, cirurgias, mineração, busca e resgate, e localização de minas terrestres. Os robôs também aparecem nas áreas do entretenimento e tarefas caseiras.
Etimologia A palavra 'robô' em si não era nova, tendo sido usada na língua tcheca como robota (que significa servidão, um termo aplicado a camponeses obrigados ao serviço obrigatório sob o sistema feudal). O termo "robô" foi aplicado pela primeira vez para se referir a autômatos artificiais na peça R.U.R. em 1920, do escritor tcheco Karel Čapek. No entanto, Karel originalmente lhes chamaria de labori (do latim labor, trabalho) mas seu irmão Josef Čapek sugeriu o termo robô (originalmente robot/roboti- singular/plural). Na concepção atual, robôs são compostos de partes mecânicas, enquanto os "robôs" de R.U.R. eram seres semi-humanos e sem alma fabricados com matéria orgânica sintética para servirem de escravos da humanidadeJohn Danaher, Neil McArthur (13 de outubro de 2017). «Robot Sex: Social and Ethical Implications». MIT Press, pág. 04, . Consultado em 29 de junho de 2020. sendo, portanto, mais próximos dos replicantes e dos clones humanos.thumb|Irmãos Čapek (Karel e Josef): criadores da palavra "robô".A palavra robótica, usada para descrever este campo de estudo, foi cunhada pelo escritor de ficção científica Isaac Asimov. Ele criou as "Três Leis da Robótica" que são um tema recorrente em seus livros e em obras de autores posteriores.
Visão geral Segundo a definição da RIA (Robotics Industries Association), um robô seria um dispositivo automático que possui conexões de realimentação (feedback) entre seus sensores, atuadores e o ambiente, dispensando a ação do controle humano direto para realizar determinadas tarefas, podendo também haver robôs parcialmente controlados por pessoas. O grau de automatização de um robô pode atingir o nível de aprendizado automático, dependendo dos algoritmos utilizados - ainda que com muitas limitações, devido às óbvias dificuldades de simular a realidade em nível computacional.
Os robôs executam tarefas através de atuadores (elétricos, pneumáticos, sonoros etc.), produzindo sons, acendendo elementos luminosos ou displays, movendo um braço, abrindo ou fechando garra robótica, ou realizando o seu próprio deslocamento.
O controle é provido por algoritmos que relacionam as entradas e saídas do robô, através de unidades de processamento eletrônicas e de softwares, que podem ser desde um circuito eletrônico de controle até mesmo um computador pessoal. Por esta definição, muitos dispositivos automáticos poderiam ser chamados de robôs.
A grande maioria dos robôs seriais existentes está na indústria e lá, as tarefas mais executadas são o deslocamento em um ambiente (locomoção) e a movimentação de objetos ao seu redor (manipulação). Esta distinção por tarefas pode dividir os robôs em duas categorias: robôs móveis e robôs manipuladores, ainda que alguns executem ambas as funções.
As estruturas mecânicas dos robôs são elaboradas de forma a executar determinados movimentos. Os manipuladores são geralmente em forma de braço antropomórfico. Suas articulações podem executar movimentos de rotação e de translação.
As juntas são elementos mecânicos que conectam os membros (partes) da estrutura dos robôs móveis ou dos manipuladores e podem ser:
rotatória (movimento de rotação ao redor de um eixo fixo) prismática (movimento de translação) Ou combinação das duas. (por exemplo: movimento de um parafuso)
Um robô paralelo é aquele formado por cadeias cinemáticas fechadas e são geralmente caracterizados por não possuírem atuadores nos membros móveis.
O número de Graus de Liberdade se refere a liberdade de movimento no espaço cartesiano, por exemplo. Um corpo rígido livre no espaço cartesiano pode apresentar 3 rotações em torno dos eixos XYZ e mais três translações ao longo destes mesmos eixos XYZ, num total de 6 gdl. Já o braço humano pode ser representado por um corpo rígido com sete gdl. O braço humano não é um corpo rígido pois o mesmo é flexível e pode ser modelado com muito mais do que 6gdl.
Os sensores proprioceptivos recebem sinais dos atuadores do robô (como por exemplo registradores de posição relativa entre dois eixos, registradores de posição angular, contadores de voltas). A propriocepção é um dos sentidos mais importantes do corpo humano.
Alternativamente, o termo robô tem sido utilizado para a designar uma série de máquinas que substituem diretamente o ser humano ou um animal no trabalho ou no lazer. Desta forma, um robô pode ser visto como uma forma de biomímica. A falta do antropomorfismo é provavelmente a principal causa que nos impede de reconhecer uma lavadora de louças altamente complexa como se fosse um robô. Entretanto, no conceito moderno, este termo implica um certo nível de autonomia que iria impedir que muitas máquinas automáticas fossem chamadas de robôs. A busca por robôs autônomos ou robôs cognitivos cada vez mais autossuficientes, é atualmente um dos focos de pesquisas na robótica, levando ao campo da inteligência artificial.
O termo robô é também muito utilizado para se referir a dispositivos mecânicos sofisticados que são controlados remotamente por pessoas possuindo pouco ou nenhum grau de automação, tais como os waldoes e os ROVs. Essa classe de robôs proporciona a simulação de presença, se forem utilizadas câmeras de vídeo transmitindo imagens em tempo real ao controlador do robô.
História A ideia de pessoas artificiais data de épocas como a da lenda de Cadmus, que semeou os dentes de um dragão que se transformaram em soldados, e do mito do Pigmalião, no qual a estátua de Galateia se torna viva. Na mitologia clássica, o deus deformado da metalurgia (Vulcano ou Hefesto) criou serventes mecânicos, variando de serventes douradas inteligentes a mesas utilitárias de três pernas que poderiam se mover por força própria. As lendas Judias se referem ao Golem, uma estátua de argila animada através de mágica Cabalística. Similarmente, o Younger Edda, da Mitologia escandinava conta que um gigante de argila, Mökkurkálfi ou Mistcalf, foi construído para auxiliar o troll Hrungnir em um duelo com Thor, o Deus do Trovão.
O escritor checo Karel Čapek introduziu a palavra "Robô" em sua peça "R.U.R" (Rossum's Universal Robots, cujo livro foi lançado no Brasil pela editora Hedra com o título A Fábrica de Robôs), encenada em 1921. O termo "robô" realmente não foi criado por Karel Čapek, mas por seu irmão Josef, outro respeitado escritor checo. O termo "Robô" vem da palavra checa "robota", que significa "trabalho forçado".
thumb|Autômatos do inventor árabe Al-Jazari (século XII). thumb|Modelo do Cavaleiro mecânico de Leonardo, baseado nos desenhos de da Vinci, exposto na cidade de Berlim em 2005. thumb|Unimate: primeiro robô industrial da história.
Dentre as ideias mais antigas que se conhecem sobre dispositivos automáticos, ou autômatos, data de 350 A.C., a criada pelo matemático grego Arquitas de Tarento, amigo de Platão. Ele criou um pássaro de madeira que batizou de “O Pombo”. O pássaro era propulsionado por vapor e jatos de ar comprimido tendo, para muitos, mais méritos de ter sido a primeira máquina a vapor do que a inventada por James Watt.
No ano 60, o matemático e engenheiro Heron de Alexandria construiu um triciclo de movimento independente e programável, acionado pela força um peso em queda. O "programa" consistia em cordas enroladas ao redor do eixo. O cientista da computação Noel Sharkey aponta este triciclo como o primeiro robô programável da história. Uma moderna réplica do veículo funcionou perfeitamente, provando que o invento não fora apenas especulação teórica ou fruto da imaginação de Heron.
O primeiro projeto documentado de um autômato humanoide foi feito por Leonardo da Vinci por volta do ano de 1495. As notas de Da Vinci, redescobertas nos anos 1950, continham desenhos detalhados de um cavaleiro mecânico que era aparentemente capaz de sentar-se, mexer seus braços, mover sua cabeça e o maxilar. O projeto foi baseado em sua pesquisa anatômica documentada no Homem Vitruviano. Não é conhecido se ele tentou ou não construir o mecanismo (veja: Cavaleiro mecânico de Leonardo).
O primeiro autômato funcional foi criado em 1738 por Jacques de Vaucanson, que fez um androide que tocava flauta, assim como um pato mecânico que comia e defecava. A história "The Sandman" de E.T.A. Hoffmann traz uma mulher mecânica semelhante a uma boneca, e "Steam Man of the Prairies", de Edward S. Ellis (1865) expressa a fascinação americana com a industrialização. Uma onda de histórias sobre autômatos humanoides culminou com a obra "Electric Man" (Homem Elétrico), de Luis Senarens (1885).
Uma vez que a tecnologia avançou a ponto de as pessoas preverem o uso das criaturas mecânicas como força de trabalho, as respostas literárias ao conceito dos autômatos (robôs) refletiram o medo dos seres humanos, de serem substituídos por suas próprias criações. Frankenstein (1818), de Mary Shelley, muitas vezes considerado o primeiro romance de ficção científica, se tornou sinônimo deste tema. Quando a peça de Čapek RUR (1921) introduziu o conceito de uma linha de montagem que utilizava robôs para tentar construir mais robôs, o tema recebeu uma conotação econômica e filosófica, posteriormente propagada pelo filme clássico de Fritz Lang Metropolis (1927). Porém, na década de 1940, o engenheiro químico Isaac Asimov começou a escrever diversas obras sobre robôs domésticos educados e fiéis ao ser humano, onde grande parte do temor do domínio das máquinas (mecânicas) foi afastado parcialmente. Mas, os populares Blade Runner (1982) e The Terminator (1984) são ícones deste temor. No século XXI, com os robôs se tornando mais reais e perspectiva do surgimento de robôs inteligentes, uma melhor compreensão das interações entre os robôs e os homens é abordada em filmes modernos como A.I. (2001) de Spielberg e Eu, Robô (2004) de Proyas.
Muitos consideram o primeiro robô, segundo as definições modernas, como sendo o barco teleoperado, similar a um ROV moderno, inventado por Nikola Tesla e demonstrado em uma exibição no ano de 1898 no Madison Square Garden. Baseado em sua patente 613 809 para o "teleautomation", Tesla desejava desenvolver o "torpedo sem fio" para se tornar um sistema de armas para a marinha estadunidense.
Nos anos 1930, a Westinghouse fez um robô humanoide conhecido como Elektro. Ele foi exibido no World's Fair de 1939 e 1940.
O primeiro robô autônomo eletrônico foi criado por Grey Walter na Universidade de Bristol, na Inglaterra, no ano de 1948.
George Devol (1912-2011) patenteou o primeiro robô industrial, denominado Unimate, empregado na fábrica da Ford Motor Company de Trenton (Nova Jérsei) em 1961.
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