Hoveddelene av en robot

En robot er en maskin som fungerer automatisk og kan tilpasse seg endringer i omgivelsene. Selv om ordet "robot" først ble brukt i den tsjekkiske forfatteren Karl Capeks spill fra 1921, "Rossums Universal Robots," mennesker har tuklet med maskiner som kjører uten menneskelig veiledning siden faraoens tid. Roboter er en viktig del av science fiction, og blir et stadig viktigere segment av samfunnet vårt og utfører mange jobber som er for farlige eller kjedelige for mennesker.

På det mest grunnleggende nivået overlever mennesker og andre dyr gjennom et prinsipp som kalles tilbakemelding. Mennesker fornemmer hva som skjer rundt dem og reagerer deretter. Bruken av tilbakemelding for å kontrollere hvordan en maskin fungerer dateres tilbake til minst 1745, da den engelske tømmerbrukeieren Edmund Lee brukte prinsippet for å forbedre funksjonen til sin vindkraftverk. Hver gang vinden skiftet retning, måtte arbeiderne flytte vindmøllen for å kompensere. Lee la til to mindre vindmøller til den større. Disse mindre vindmøllene drev en aksel som automatisk dreide den større for å møte vinden.

En robots kontrollsystem bruker tilbakemelding akkurat som den menneskelige hjerne gjør. Imidlertid, i stedet for en samling nevroner, består en robots hjerne av en silisiumbrikke kalt en sentral prosesseringsenhet, eller CPU, som ligner på brikken som kjører datamaskinen din. Hjernen vår bestemmer hva vi skal gjøre og hvordan vi skal reagere på verden basert på tilbakemelding fra de fem sansene våre. En robots CPU gjør det samme basert på data samlet inn av enheter som kalles sensorer.

Roboter får tilbakemelding fra sensorer som etterligner menneskelige sanser som videokameraer eller enheter som kalles lysavhengige motstander som fungerer som øyne eller mikrofoner som fungerer som ører. Noen roboter har til og med berøring, smak og lukt. Robotens CPU tolker signaler fra disse sensorene og justerer dens handlinger deretter.

For å bli betraktet som en robot, må en enhet ha en kropp som den kan bevege seg som reaksjon på tilbakemelding fra sensorene. Robotlegemer består av metall, plast og lignende materialer. Inne i disse karosseriene er det små motorer som kalles aktuatorer. Aktuatorer etterligner virkningen av menneskelig muskel for å flytte deler av robotens kropp. De enkleste robotene består av en arm med et verktøy festet til en bestemt oppgave. Mer avanserte roboter kan bevege seg på hjul eller tråkk. Humanoid-roboter har armer og ben som etterligner menneskelig bevegelse.

For å fungere må en robot ha kraft. Mennesker får energi fra maten. Etter at vi spiser, brytes maten ned og omdannes til energi av cellene våre. De fleste roboter får energi fra strøm. Stasjonære robotarmer som de som fungerer i bilfabrikker, kan plugges inn som alle andre apparater. Roboter som beveger seg, drives vanligvis av batterier. Våre romfartsonder og satellitter er ofte designet for å samle solenergi.

For å samhandle med miljøet og utføre tildelte oppgaver, er roboter utstyrt med verktøy som kalles endeffektorer. Disse varierer avhengig av oppgavene roboten er designet for å utføre. For eksempel har robotfabrikkarbeidere utskiftbare verktøy som malingssprøyter eller sveisebrenner. Mobilroboter som sonder som sendes til andre planeter eller bomberettighetsroboter har ofte universelle gripere som etterligner funksjonen til den menneskelige hånden.