Robotin pääosat

Robotti on kone, joka toimii automaattisesti ja pystyy sopeutumaan ympäristönsä muutoksiin. Vaikka sanaa "robotti" käytettiin ensimmäisen kerran tšekkiläisen kirjailijan Karl Capekin vuonna 1921 esittämässä näytelmässä "Rossumin universaalirobotit", ihmiset ovat faraojen ajoista lähtien lyöneet koneita, jotka toimivat ilman ihmisen ohjausta. Tieteiskirjallisuus, robotit ovat yhä tärkeämpi osa yhteiskuntaamme, ja ne tekevät monia työpaikkoja, jotka ovat liian vaarallisia tai tylsiä ihmisille.

Perustasolla ihmiset ja muut eläimet selviävät periaatteesta, jota kutsutaan palautteeksi. Ihmiset tuntevat ympärillään tapahtuvan ja reagoivat sen mukaisesti. Palautteen käyttö koneen toiminnan hallintaan juontaa juurensa ainakin vuoteen 1745, jolloin englantilainen puutavaratehtaan omistaja Edmund Lee käytti periaatetta parantaakseen tuulivoimalaitoksensa toimintaa. Joka kerta, kun tuuli muutti suuntaa, hänen työntekijöidensä oli siirrettävä tuulimyllyä kompensoidakseen. Lee lisäsi kaksi pienempää tuulimyllyä isompaan. Nämä pienemmät tuulimyllyt käyttivät akselia, joka käänsi automaattisesti suuremman tuulen suuntaan.

Robotin ohjausjärjestelmä käyttää palautetta samalla tavalla kuin ihmisen aivot. Hermosolujen kokoelman sijaan robotin aivot koostuvat silikonisirusta, jota kutsutaan keskusyksiköksi tai prosessoriksi, joka on samanlainen kuin siru, joka ohjaa tietokonettasi. Aivomme päättävät, mitä tehdä ja miten reagoida maailmaan viiden aistimme palautteen perusteella. Robotin CPU tekee saman asian sensoreiksi kutsuttujen laitteiden keräämien tietojen perusteella.

Robotit saavat palautetta antureista, jotka jäljittelevät ihmisen aisteja, kuten videokameroista tai laitteista, joita kutsutaan valosta riippuvaisiksi vastuksiksi, jotka toimivat kuten silmät tai mikrofonit, jotka toimivat korvina. Joillakin robotteilla on jopa kosketus, maku ja haju. Robotin CPU tulkitsee näiden antureiden signaalit ja säätää toimintansa vastaavasti.

Robotiksi katsottuna laitteella on oltava runko, jota se voi liikkua antureidensa antaman palautteen perusteella. Robottirungot koostuvat metallista, muovista ja vastaavista materiaaleista. Näiden kappaleiden sisällä on pieniä moottoreita, joita kutsutaan toimilaitteiksi. Toimilaitteet jäljittelevät ihmisen lihasten toimintaa robotin kehon osien siirtämiseksi. Yksinkertaisimmat robotit koostuvat käsivarresta, johon on kiinnitetty työkalu tiettyä tehtävää varten. Kehittyneemmät robotit voivat liikkua pyörillä tai kulutuspinnoilla. Humanoidiroboteilla on kädet ja jalat, jotka matkivat ihmisen liikettä.

Toimiakseen robotilla on oltava teho. Ihminen saa energiansa ruoasta. Syömisen jälkeen ruoka hajoaa ja muuttuu energiaksi soluissamme. Useimmat robotit saavat energiansa sähköstä. Autotehtaiden kaltaiset kiinteät robottivarret voidaan kytkeä virtalähteeseen kuten kaikki muutkin laitteet. Robotit, jotka liikkuvat, saavat yleensä virtaa paristoista. Robotti-avaruuskoettimet ja satelliitit on usein suunniteltu keräämään aurinkovoimaa.

Robotit on varustettu työkaluilla, joita kutsutaan loppueforeiksi, jotta ne voivat olla vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa ja suorittaa tehtäviä. Ne vaihtelevat tehtävien mukaan, jotka robotti on suunniteltu suorittamaan. Robottitehtaan työntekijöillä on esimerkiksi vaihdettavissa olevat työkalut, kuten maaliruiskut tai hitsauspolttimet. Mobiiliroboteilla, kuten muille planeetoille lähetetyissä koettimissa tai pommien hävittämisroboteissa, on usein universaalit tarttujat, jotka matkivat ihmisen käden toimintaa.