Ро́бот (від — неоплачувана, зазвичай тяжка праця, праця на пана) — автоматичний пристрій, призначений для виконання виробничих та інших операцій, які зазвичай виконує безпосередньо людина. Для опису автоматичних пристроїв дія яких не має зовнішньої схожості з діями людини, переважно вживають термін «автомат».
У більшості випадків сучасні роботи промислового призначення — це «руки», маніпулятори, закріплені на основі і призначені для виконання одноманітної роботи на зразок складання, переміщення та інше. До роботів також належать мобільні пристрої, що працюють у небезпечних для людини середовищах і керовані дистанційно, наприклад роботи, котрі працюють на великих водних глибинах, у космосі, пристрої військового призначення (ведення розвідки, розмінування, доправлення боєприпасів тощо) та інше, а також роботизовані іграшки.
Робот може втілюватися як керований системою керування електромеханічний, пневматичний, гідравлічний пристрій або їх поєднання, основне призначення якого — заміна людини на виробництві, небезпечних чи шкідливих середовищах, побуті тощо.
Робот може безпосередньо виконувати команди оператора, може працювати за заздалегідь складеною програмою або дотримуватись набору загальних вказівок з використанням технології штучного інтелекту. Ці завдання дозволяють полегшити або зовсім замінити людську працю на виробництві, в будівництві, при роботі з важкими вантажами, шкідливими матеріалами, а також в інших важких або небезпечних для людини умовах.
Окремий вид роботів — нанороботи. Це роботи, розміром зіставні з молекулою (менше 10 нм), що мають здатність руху, обробки і передавання інформації, виконання програм. Нанороботи, які спроможні до створення власних копій, тобто самовідтворення, називаються реплікаторамиЭ.Дрекслер Машины созидания: грядущая эра нанотехнологии. Anchor Books, 1986. — ISBN 0-385-19973-2. Наноробототехніка перебуває на науково-технічній стадії розвитку з перспективою застосування у медицині, генній інженерії та інших галузях.
Визначення Роботами можуть називатися як фізичні пристрої, так і комп'ютені програми, також звані ботами. Зазвичай до характеристик роботів зараховуються: керованість електронною програмою; обробка даних або фізичних подразників у електронному вигляді, що зумовлює певну реакцію робота; автономність; здатність до маніпуляцій фізичними об'єктами чи процесами; імітація діяльності людей або тварин; виконання певного завдання краще за людину (швидше, точніше, продуктивніше); виконання замість людини небажаної роботи.
Походження терміна
Запроваджений зараз у всьому світі термін був запропонований чеським письменником Карелом Чапеком та його братом Йозефом і вперше використаний у 1921 в п'єсі К.Чапека «Р.У.Р.» (; скорочення від ). Так він назвав штучних біологічних істот, які зовні нагадували людей та працювали замість людей.
Спочатку для означення такого типу технічних об'єктів було використане слово похідне від латинського «labor» (робота), але потім Карел Чапек прислухався до поради свого брата Йозефа й зупинився на похідній від чеського «robota»Владимир Парамонов Термину «робот» исполнилось 85 лет . Чеською слово означало «важка, каторжна праця». Це цілком відповідало змістові п'єси, у якій роботи виконували замість людей усю найважчу або рутинну працю.
Упродовж декількох наступних років п'єсу поставили у більшості великих міст світу. Чапек отримав славу та статки, а слово «робот» увійшло до словників багатьох мов.
1928-го в першому виданні «Оксфордського словника англійської мови» при слові «робот» зазначалося, що його створив автор п'єси «Р. У. Р.» Карел Чапек. Той одразу спростував інформацію — вказав, що насправді творцем слова є його брат ЙозефЛєра Лауда Слово «робот» з'явилося 90 років тому на сайті «Gazeta.ua».
Функціональна схема робота Сенсори дозволяють роботу збирати інформацію про довкілля, щоб використати її для зміни своєї поведінки. Відеокамери дозволяють роботу оцінювати форму та колір об'єктів, а також визначати розмір і відстань до об'єктів. Мікрофони дозволяють роботам виявляти звуки. Завдяки датчикам, як-от кнопки, вбудовані в бампери, робот здатний визначити зіткнення з перешкодою. Деякі роботи оснащені термометрами та барометрами для визначення температури та тиску навколишнього середовища. Роботи, оснащені датчиками виявлення та визначення відстані (лідарами), використовують лазери для побудови тривимірних карт довкілля; їх можуть замінювати ехолокатори. Деякі роботи оснащені спеціалізованими датчиками, як-от акселерометри та магнітометри, які дозволяють роботам орієнтуватися відносно сили тяжіння та магнітного поля Землі. Хімічні аналізатори використовують там, де є потреба в визначенні складу речовин, виявленні шкідливих домішок.
Маніпулятори (ефектори) — це частини робота, якими він орудує об'єктами навколо і всередині себе. Знаряддя, вмонтовані до робота, як-от свердло, називаються кінцевими ефекторами. Ефектори відповідають призначенню робота. Наприклад, для переміщення дрібних предметів, робота раціонально оснастити захватом, а для маніпуляцій з великими — присоскою. Стаціонарні роботи мають платформу, до якої прикріплюються; вона може бути нерухомою чи змінювати положення залежно від завдання.
Для переміщення робота використовують колеса, гусениці, пропелери, котрі приводять в рух електродвигуни. Пневматику та гідравліку застосовують там, де роботові потрібна велика сила для виконання певного завдання. Гучномовці дозволяють деяким роботам спілкуватися з ними або видавати звукові сигнали. Найпростіший робот має вигляд руки з прикріпленим до неї інструментом. Складніші можуть наслідувати будову живих організмів, зокрема й людини.
Керівні системи визначають поведінку робота. Залежно від їхнього типу, роботи можуть бути попередньо запрограмованими чи автономними. Попередньо запрограмовані роботи нечутливі до змін у довкіллі, або реагують на них дуже обмежено. Такі роботи працюють належно лише тоді, коли всі можливі зміни в довкіллі передбачені їхньою програмою дій. Автономні ж роботи реагують на зміни в довкіллі в широких межах.
Найпростіша керівна система складається з датчика, який при дії на нього подразника, запускає відповідний маніпулятор. Складніші системи містять пристрій-посередник (подобу мозку), здатний забезпечувати різні реакції на той самий подразник, залежно від контексту. Людино-машинний інтерфейс робота призначений для того, щоб людина могла коригувати поведінку робота. Це може бути пульт, до якого робот під'єднаний дротами, або окремий пристрій чи програма, наприклад, планшет із бездротовим зв'язком.
Джерело живлення забезпечує діяльність всіх інших частин робота. Стаціонарні роботи зазвичай, живляться від електромережі, тоді як автономні отримують енергію від акумуляторів або сонячних батарей.
Системи безпеки захищають робота чи людей від небажаних дій. Наприклад, системи аварійної зупинки припиняють діяльність робота, якщо вона виходить за певні межі. Також робот може подати сигнал людині, якщо в його роботі сталося щось непередбачене. Промислові роботи оснащуються пристроями, що зупиняють робота, коли поруч є людина, щоб випадково не травмувати її.
Класифікації роботів
За середовищем, у якому діють роботи, вони поділяються на такі різновиди:
Повітряні роботи, також знані як безпілотні літальні апарати (БПЛА) або дрони. Наземні або домашні роботи або безпілотні наземні транспортні засоби. Підводні роботи, або автономні підводні апарати. Полярні роботи, призначені для пересування крижаними та нерівними місцевостями. Роботи-доставники, призначені для переміщення матеріалів і припасів у розміченому робочому середовищі.
Роботів також можна розділити на дві групи за рухливістю: ті, які здатні пересуватися в своєму середовищі (дрони, роботизовані візки, зонди тощо), й ті, що жорстко в ньому закріплені (наприклад, роботизовані руки для зварювання металів).
За автономністю роботи бувають автономними та керованими. Автономні діють самостійно без спрямування з боку людини, тоді як керовані потребують зовнішніх команд у процесі виконання свого завдання.
Залежно від розміру, роботи поділяються на макророботів (роботів видимих розмірів), мікророботів (чиї розміри порівнянні з мікроорганізмами) і нанороботів (молекулярних і атомарних розмірів).
Історія
Ідея помічника, зробленого з неживої матерії, відома щонайменше з античних часів. У давньогрецькій міфології бог Гефест створив для обслуги Олімпу та собі на допомогу слуг із золота. Острів Крит охороняв зроблений Гефестом мідний велетень Талос. Єврейська міфологія приписує рабинам уміння створювати големів — штучних людей із глини, призначених виконувати доручення. Середньовічні перекази Енеїди та Александріади, «Роман про Трою», містять згадки про золотих і мідних воїнів, які охороняють святині та інші важливі місця в далеких країнах.
Технологічними попередниками роботів були автоматони — механічні пристрої, здатні зображати якусь людську дію. Автоматони створювалися для розваги і водночас демонстрували майстерність механіків. Переважно вони були рухомими ляльками. В античному світі вони слугували своєрідною візитівкою елліністичної культури. В буддійських легендах також згадуються механічні охоронці реліквій. Санскритські тексти X—XI ст. розповідають про механічних служниць в Індії, здатних наливати парфуми з сосків і пупків. Елліністичні посібники з виготовлення автоматів, перекладені арабською мовою в IX ст. при дворі Аббасидів у Багдаді, вплинули на проєктування та будівництво автоматонів, які включали рухомі статуетки, механічних тварин, автоматизовані фонтани та годинники. Так, автоматон, створений Аль-Джазарі в 1206 році, зображав чотирьох музикантів, які грали на різних інструментах. «Заводний молільник», створений Хуанело Турріано у 1560-х роках приводився в рух пружиною та зображав чоловіка, який молиться, ворушачи губами та руками.
Поштовх створенню людиноподібних механізмів, які імітують різні дії, дали публічні розтини тіл і створення протезів кінцівок у XVI ст.
У 1949 році британський нейрофізіолог і винахідник американського походження Вільям Грей Волтер створив пару роботів у формі черепах, що живилися від батареї та могли маневрувати навколо предметів, орієнтуючись на джерело світла.
Першим стаціонарним промисловим роботом був програмований Unimate, гідравлічна рука з електронним керуванням, яка могла повторювати довільні послідовності рухів. Цього робота винайшов у 1954 році американський інженер Джордж Девол, а розробила компанія Unimation Inc. 1959 року прототип Unimate був представлений на ливарному заводі корпорації General Motors у Трентоні, Нью-Джерсі. 1961 року Condec Corp. поставила Unimate на завод General Motors, де робот переміщував гарячі металеві частини автомобілів.
У 1954 Barrett Electronics Corporation представила роботизований навантажувач, який використовували на продуктовому складі в Південній Кароліні. Роботи такого типу, названі AGV (Automatic Guided Vehicles) зазвичай рухаються вздовж дротів, прокладених по підлозі. У 1980-х роках AGV стали обладнувати мікропроцесорними контролерами, які дозволяли реалізувати складнішу поведінку. З 1990-х їх використовують на складах, орієнтуючись на світловідбивачі.