Čovek je odvajkada težio da imitira bića oko sebe. Setimo se samo prvih pokušaja letenja. Proučavanjem mehanizama, došlo se na ideju konstruisanja mašine koja bi automatizovano i po nekoj logici izvrpšavala zadatke. Još od vremena Da Vinčija, rodjena je ideja humanoidnog robota.
Prvo pitanje koje se postavlja, zašto robot uopšte treba da liči na čoveka. Ako ostavimo po strani naučnu fantastiku, razlog je jednostavan. Prvo, ljudska anatomija je detaljno istražena. Poznato je funkcionisanje strukture tela i istraženi su do detalja svi pokreti koje vrše mišići potpomognuti skeletom kao mehaničkom osnovom. Drugo, radni prostori i alati su izradjivani tako da odgovaraju čoveku, pa ako bi robot bio strukturna kopija čoveka, lako bi se u to uklopili alati.
Humanoidni robot je robot sa ljudskim strukturnim karakteristikama (torzo, ruke, noge i glava). Novija dostignuća uključuju i ljudski glas, oči u obliku kamera (ili je možda bolje reći kamere u obliku očiju), čula su u senzorima, a neki naučnici zagovaraju presvlačenje materijalom nalik koži i tako dobijamo robota kao kopiju čoveka – android.
Na ovim predavanjima ćemo se udaljiti od naučne fantastike i fokusirati na industrijske robote, kao i njihove sličnosti i razlike sa čovekom.
Krenimo redom:
Skelet čoveka se sastoji od kostiju. Složićemo se da jačina kostiju nije pogodna za industrijske uslove. Stoga je skelet industrijskog robota izradjen od daleko izdržljivijeg materijala (razne legure velike čvrstine i male težine), ali je u principu funkcija ista. Skelet je samo mehanizam koji daje potporu i dovodi izvršne uredjaje do mesta u svom radnom prostoru. Sastoji se od segmenata (slično pojedinačnim kostima tela) koji su najčešće fiksne dužine.
Zglobovi čoveka imaju mogućnost roracije oko jedne (recimo lakat) ili oko sve tri ose (kuk). Kod robota je funkcija ista – gućavaju medjusobno kretanje segmenata kroz rotacije ili translacije. Dakle, razlika je odmah uočljiva – kod čoveka nemamo translatorno kretanje zglobova.
Mišići čoveka pokreću segmente skeleta za koje su vezani tetivama. Kod robota, to su mali motori – takozvani aktuatori koji mogu biti linearni ili rotacioni i povezani su sa segmentima robota.
Nervi čoveka su kod robota električne instalacije – kablovi za prenos signala.
Čula čoveka su kod robota skup senzora (o njima će biti reči u nekom od sledećih poglavlja, ali dovoljno je znati da postoje kontaktni i bezkontaktni senzori).
Pogon čoveku daje srce i krv koja se prenosi krvnim sudovima. Kod robota je pogon neki motor (elektromotor, hidraulički ili pneumatski) koji snagu prenosi putem prenosnika. Kao što je kod čoveka srce na posebnom mestu, tako je i pogon robota smešten na najoptimalnijem mestu sa stanovišta stabilnosti i efikasnosti.
Mozak je centralni deo svakog čoveka. Ako malo bolje razmislimo, mozak je u stvari računar sa instaliranim programima za izvršenje operacija, potpomognut inteligencijom za donošenje odluka na osnovu definisanih kriterijuma. O veštačkoj inteligenciji će biti reči u posebnom poglavlju.
Dakle, napravili smo paralelu izmedju funkcionalne strukture čoveka i robota. Sada ćemo malo pojednostaviti stvari fokusiranjem na industrijske robote. Zadatke u industriji obavljaju dve vrste robota – manipulatori i alati. Za manipulaciju predmetima obrade i prilikom vršenja same obrade nije neophodna kompletna čovekolika struktura. U cilju pojednostavljenja (eliminisanja nepotrebnog), glava se može zameniti računarom i senzorima, noge najčešće nisu potrebne jer se većina operacija obavlja ‘iz mesta’, pa je postolje sasvim dovoljno. Često je potrebna samo jedna ruka, a onda torzo gubi smisao. Na taj način dolazimo do najjednostavnijeg industrijskog robota (i najčešćeg) robotsku ruku.
Ovom osnovom industrijskog robota ćemo se baviti naredne dve godine. Struktura je slična ljudskoj ruci. Sastoji se od postolja (analogija sa torzom čoveka), ramenog segmenta, lakatnog segmenta i šake. Prednost robota u odnosu na čoveka je u tome što se šaka može menjati po potrebi. Nekad je potrebno uhvatiti predmet (manipulaciona šaka mehanička ili vakumska), a nekad je potrebno obaviti neku vrstu obrade pa se umesto prstiju, šaka sastoji od alata za zavarivanje, farbanje…
Robotsku ruku možemo, ipak, porediti sa čovekom. Mozak ovog industrijskog robota je smešten u centralnom računaru, čula su zamenjena senzorima (najčešće u samoj šaci), aktuatori u zglobovima (mišići robota)…