Τα κύρια μέρη ενός ρομπότ

Ένα ρομπότ είναι ένα μηχάνημα που λειτουργεί αυτόματα και μπορεί να προσαρμοστεί σε αλλαγές στο περιβάλλον του. Αν και η λέξη "ρομπότ" χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στο έργο του Τσέχου συγγραφέα Karl Capek το 1921, "Universal Robots του Rossum" τα ανθρώπινα όντα παίζουν με μηχανές που λειτουργούν χωρίς ανθρώπινη καθοδήγηση από την εποχή των Φαραώ. Ένα βασικό στοιχείο της επιστημονικής φαντασίας, τα ρομπότ είναι ένα όλο και πιο σημαντικό τμήμα της κοινωνίας μας, εκτελώντας πολλές δουλειές που είναι πολύ επικίνδυνες ή κουραστικές για τα ανθρώπινα όντα.

Στο πιο βασικό επίπεδο, τα ανθρώπινα όντα και άλλα ζώα επιβιώνουν μέσω μιας αρχής που ονομάζεται ανατροφοδότηση. Τα ανθρώπινα όντα αισθάνονται τι συμβαίνει γύρω τους και αντιδρούν ανάλογα. Η χρήση ανατροφοδότησης για τον έλεγχο του τρόπου λειτουργίας μιας μηχανής ανάγεται τουλάχιστον στο 1745, όταν ο Άγγλος ιδιοκτήτης ελαιοτριβείων Edmund Lee χρησιμοποίησε την αρχή για να βελτιώσει τη λειτουργία του ανεμογεννητριού του. Κάθε φορά που ο άνεμος άλλαζε κατεύθυνση, οι εργάτες του έπρεπε να μετακινούν τον ανεμόμυλο για να αντισταθμίσουν. Ο Λι πρόσθεσε δύο μικρότερους ανεμόμυλους στο μεγαλύτερο. Αυτοί οι μικρότεροι ανεμόμυλοι τροφοδότησαν έναν άξονα που γύρισε αυτόματα τον μεγαλύτερο για να αντιμετωπίσει τον άνεμο.

Το σύστημα ελέγχου ενός ρομπότ χρησιμοποιεί ανατροφοδότηση όπως και ο ανθρώπινος εγκέφαλος. Ωστόσο, αντί για μια συλλογή νευρώνων, ο εγκέφαλος ενός ρομπότ αποτελείται από ένα τσιπ πυριτίου που ονομάζεται κεντρική μονάδα επεξεργασίας ή CPU, που είναι παρόμοιο με το τσιπ που τρέχει τον υπολογιστή σας. Οι εγκέφαλοί μας αποφασίζουν τι να κάνουν και πώς να αντιδράσουν στον κόσμο με βάση τα σχόλια από τις πέντε αισθήσεις μας. Η CPU ενός ρομπότ κάνει το ίδιο με βάση δεδομένα που συλλέγονται από συσκευές που ονομάζονται αισθητήρες.

Τα ρομπότ λαμβάνουν ανατροφοδότηση από αισθητήρες που μιμούνται ανθρώπινες αισθήσεις όπως βιντεοκάμερες ή συσκευές που ονομάζονται αντιστάσεις που εξαρτώνται από το φως και λειτουργούν όπως τα μάτια ή τα μικρόφωνα που λειτουργούν ως αυτιά. Μερικά ρομπότ έχουν ακόμη επαφή, γεύση και μυρωδιά. Η CPU του ρομπότ ερμηνεύει σήματα από αυτούς τους αισθητήρες και προσαρμόζει ανάλογα τις ενέργειές του.

Για να θεωρηθεί ρομπότ, μια συσκευή πρέπει να έχει ένα σώμα που μπορεί να κινηθεί ως αντίδραση σε ανατροφοδότηση από τους αισθητήρες της. Τα σώματα ρομπότ αποτελούνται από μέταλλο, πλαστικό και παρόμοια υλικά. Μέσα σε αυτά τα σώματα υπάρχουν μικροί κινητήρες που ονομάζονται ενεργοποιητές. Οι ενεργοποιητές μιμούνται τη δράση του ανθρώπινου μυός για να μετακινήσει μέρη του σώματος του ρομπότ. Τα απλούστερα ρομπότ αποτελούνται από έναν βραχίονα με ένα εργαλείο προσαρτημένο για μια συγκεκριμένη εργασία. Τα πιο προηγμένα ρομπότ μπορεί να κινούνται με τροχούς ή πέλματα. Τα ρομπότ ανθρωποειδούς έχουν χέρια και πόδια που μιμούνται την ανθρώπινη κίνηση.

Για να λειτουργήσει ένα ρομπότ πρέπει να έχει δύναμη. Τα ανθρώπινα όντα παίρνουν την ενέργειά τους από τα τρόφιμα. Αφού φάμε, τα τρόφιμα διασπώνται και μετατρέπονται σε ενέργεια από τα κύτταρα μας. Τα περισσότερα ρομπότ παίρνουν την ενέργειά τους από την ηλεκτρική ενέργεια. Στατικοί ρομποτικοί βραχίονες όπως αυτοί που λειτουργούν σε εργοστάσια αυτοκινήτων μπορούν να συνδεθούν όπως οποιαδήποτε άλλη συσκευή. Τα ρομπότ που κινούνται συνήθως τροφοδοτούνται από μπαταρίες. Οι ρομποτικοί διαστημικοί ανιχνευτές και οι δορυφόροι μας είναι συχνά σχεδιασμένοι για τη συλλογή ηλιακής ενέργειας.

Προκειμένου να αλληλεπιδράσουν με το περιβάλλον και να εκτελέσουν εκχωρημένες εργασίες, τα ρομπότ είναι εξοπλισμένα με εργαλεία που ονομάζονται τελικοί τελεστές. Αυτά ποικίλλουν ανάλογα με τις εργασίες που έχει σχεδιαστεί για να εκτελέσει το ρομπότ. Για παράδειγμα, οι ρομποτικοί εργάτες έχουν εναλλάξιμα εργαλεία όπως ψεκαστήρες βαφής ή φακούς συγκόλλησης. Τα κινητά ρομπότ, όπως οι ανιχνευτές που αποστέλλονται σε άλλους πλανήτες ή ρομπότ διάθεσης βομβών, έχουν συχνά καθολικές λαβές που μιμούνται τη λειτουργία του ανθρώπινου χεριού.