De belangrijkste onderdelen van een robot

Een robot is een machine die automatisch functioneert en zich kan aanpassen aan veranderingen in zijn omgeving. Hoewel het woord 'robot' voor het eerst werd gebruikt in het toneelstuk 'Rossum's Universal Robots' uit 1921 van de Tsjechische schrijver Karl Capek, sinds de tijd van de farao's hebben mensen gesleuteld aan machines die zonder menselijke begeleiding draaien. Robots, een hoofdbestanddeel van sciencefiction, vormen een steeds belangrijker onderdeel van onze samenleving en voeren veel taken uit die te gevaarlijk of te vervelend zijn voor mensen.

Op het meest basale niveau overleven mensen en andere dieren via een principe dat feedback wordt genoemd. Mensen voelen aan wat er om hen heen gebeurt en reageren daarop. Het gebruik van feedback om te bepalen hoe een machine functioneert, dateert van minstens 1745, toen de Engelse eigenaar van een houtzagerij, Edmund Lee, het principe gebruikte om de functie van zijn door wind aangedreven molen te verbeteren. Elke keer dat de wind van richting veranderde, moesten zijn arbeiders de windmolen verplaatsen om te compenseren. Lee voegde twee kleinere windmolens toe aan de grotere. Deze kleinere windmolens dreven een as aan die automatisch de grotere naar de wind draaide.

Het besturingssysteem van een robot gebruikt feedback net als het menselijk brein. In plaats van een verzameling neuronen, bestaat het brein van een robot echter uit een siliciumchip, een centrale verwerkingseenheid of CPU genaamd, die vergelijkbaar is met de chip die uw computer aanstuurt. Onze hersenen beslissen wat te doen en hoe te reageren op de wereld op basis van feedback van onze vijf zintuigen. De CPU van een robot doet hetzelfde op basis van gegevens die worden verzameld door apparaten die sensoren worden genoemd.

Robots ontvangen feedback van sensoren die menselijke zintuigen nabootsen, zoals videocamera's of apparaten die lichtafhankelijke weerstanden worden genoemd en die functioneren als ogen of microfoons die als oren fungeren. Sommige robots hebben zelfs aanraking, smaak en geur. De CPU van de robot interpreteert signalen van deze sensoren en past zijn acties daarop aan.

Om als een robot te worden beschouwd, moet een apparaat een lichaam hebben dat het kan bewegen als reactie op feedback van zijn sensoren. Robotlichamen bestaan ​​uit metaal, plastic en soortgelijke materialen. In deze lichamen bevinden zich kleine motoren die actuatoren worden genoemd. Actuatoren bootsen de actie van menselijke spieren na om delen van het lichaam van de robot te verplaatsen. De eenvoudigste robots bestaan ​​uit een arm waaraan een gereedschap is bevestigd voor een bepaalde taak. Meer geavanceerde robots kunnen zich op wielen of treden verplaatsen. Humanoïde robots hebben armen en benen die menselijke bewegingen nabootsen.

Om te kunnen functioneren moet een robot kracht hebben. Mensen halen hun energie uit voedsel. Nadat we hebben gegeten, wordt het voedsel door onze cellen afgebroken en omgezet in energie. De meeste robots halen hun energie uit elektriciteit. Stationaire robotarmen zoals die in autofabrieken werken, kunnen net als elk ander apparaat worden aangesloten. Robots die zich verplaatsen, worden meestal aangedreven door batterijen. Onze robotruimtesondes en satellieten zijn vaak ontworpen om zonne-energie op te vangen.

Om met de omgeving te communiceren en toegewezen taken uit te voeren, zijn robots uitgerust met tools die eindeffectors worden genoemd. Deze variëren afhankelijk van de taken waarvoor de robot is ontworpen. Robotfabrieksarbeiders hebben bijvoorbeeld verwisselbare gereedschappen zoals verfspuiten of lastoortsen. Mobiele robots zoals de sondes die naar andere planeten worden gestuurd of bomopruimingsrobots hebben vaak universele grijpers die de functie van de menselijke hand nabootsen.