Wprowadzenie:

Robotyka jest interdyscyplinarną dziedziną wiedzy na styku mechaniki, automatyki, elektroniki, sensoryki, cybernetyki oraz informatyki. Domeną robotyki są również rozważania nad sztuczną inteligencją - w niektórych środowiskach robotyka jest wręcz z nią utożsamiana.

Po raz pierwszy terminu 'robot' użył w 1921 r., w swojej sztuce czeski pisarz Karel Ćapek. Terminem tym określił maszynę-niewolnika zastępującą człowieka w najbardziej uciążliwych zajęciach. Tymczasem początek rozwoju robotyki jako dziedziny wiedzy przypada na 1961 r. Wtedy to w General Motors uruchomiono pierwszy manipulator pracujący na linii produkcyjnej.

Robotyka jest relatywnie nową dziedziną, która łączy różne tradycyjne gałęzie nauk technicznych. Zawładnęła ona wieloma sferami życia człowieka, znajdując zastosowanie np. w szpitalach, wojsku, policji, przemyśle, a nawet w gospodarstwach domowych. Funkcje, które wymagają dużej szybkości, dokładności, niezawodności i wytrzymałości mogą być wykonywane znacznie szybciej przez robota niż przez człowieka. W rezultacie wiele zadań w zakładach produkcyjnych, które dawniej wykonywali ludzie, teraz zostało zrobotyzowanych. Efektem tego jest zmniejszenie kosztów wytwarzania, przede wszystkim przy produkcji części samochodowych i elektroniki.

Rozwój robotyki wpływa na częstsze i coraz powszechniejsze stosowanie robotów w życiu człowieka, poprawiając jego jakość. Z najnowszych badań wynika, że pomimo światowego kryzysu polski rynek robotyki nadal powinien się rozwijać. Coraz więcej małych i średnich przedsiębiorstw - jak podaje Control Engineering Polska - stawia na postęp oraz innowacyjność, a także na automatyzowanie linii produkcyjnych. W ostatnich miesiącach wyraźnie rośnie popularność robotów do spawania. Jak wynika z danych International Federation of Robotics, począwszy od 1961 r. - kiedy to w fabryce samochodów General Motors w New Jersey zastosowano pierwsze roboty przemysłowe - do 2008 r. na świecie zainstalowano ok. 2 mln tego typu urządzeń. W Polsce jest ich na razie zaledwie kilka tysięcy.

Szacuje się, że w małych i średnich przedsiębiorstwach ma wzrosnąć liczba stanowisk zrobotyzowanych. W miarę rozwoju tej części rynku nastąpić ma także coraz większa integracja stanowisk zrobotyzowanych oraz kooperacja operatora z robotem. Polscy dostawcy spodziewają się dalszego wzrostu polskiego rynku robotyzacji, pomimo obecnego załamania w przemyśle motoryzacyjnym. Katalizatorem ma być w tym przypadku kilka czynników zarówno ekonomicznych, jak i technologicznych. Przyszłość robotyzacji w oczach dostawców to także rozbudowa systemu bezpieczeństwa robota, w czym mają pomóc takie funkcje, jak: muting (automatyczne zawieszanie funkcji), safety eye (nadzór wizyjny), kolumna świetlna oraz rozbudowa systemu sterowania o wbudowane karty do komunikacji bezprzewodowej. Problemem dla polskich integratorów będzie coraz większa konkurencja ze strony zachodnich dostawców, zwłaszcza niemieckich i włoskich.

Roboty potrafią wykonywać prace domowe za człowieka. Obecnie to bodaj najpopularniejszy aspekt relacji ludzie – maszyna. Z robotami spotykamy się znacznie częściej w sklepach i w domach niż dawniej i wierzymy, że nowe urządzenia pomogą nam w codziennym życiu. Mają na to także wpływ inne czynniki, spośród których niektóre są trudne do zmierzenia – na przykład deficyt wolnego czasu czy stopniowe bogacenie się społeczeństwa także w Polsce. Faktyczna liczba robotów domowych może być zarówno zawyżona, jak i zaniżona, bo trudno o dokładne dane w tej dziedzinie.

Roboty domowe to jedna z najpowszechniejszych grup. Amerykański wiodący producent iRobot produkuje je od 2002 roku, a z szerokiej gamy produktowej Polacy coraz chętniej wybierają coś dla siebie. W 2019 r. produkty tej firmy były obecne już w ponad 330 tys. gospodarstw domowych w Polsce.

Dla wielu określenie „robot” w kontekście robotów gospodarstwa domowego jest dyskusyjne. Czy są to faktycznie pełnoprawne roboty, czy to tylko stare myślenie w nazewnictwie?

Popularność w Polsce zyskują roboty planetarne i miksery planetarne. Nazwa wzięła się od ruchu mieszadeł, które kojarzą się z krążeniem po orbicie. Roboty te potrafią bardzo wiele – do ich repertuaru wlicza się blendowanie, miksowanie, mieszanie składników suchych i płynnych, wyrabianie ciasta, siekanie, krojenie, ścieranie, ubijanie piany czy kruszenie lodu. Łatwo zamienić je także w młynek do kawy, maszynkę do mielenia albo sokowirówkę.

Przemiany demograficzne i epidemiologiczne przyniosły nowy paradygmat opieki zdrowotnej. Uwzględnia się w nim obecność zarówno rosnącej populacji osób starszych, jak i chorób przewlekłych. Wzrasta oczekiwana długość życia, a także zapotrzebowanie na opiekę długoterminową. Instytucjonalna opieka nad osobami starszymi boryka się z trudnościami ekonomicznymi, z niskimi wskaźnikami zatrudnienia i wynikającymi z tego problemami jakościowymi.

Osoby starsze mieszkające w placówkach opiekuńczych lub domach opieki również mogą korzystać z robotów. Koreański robot w kształcie krzesła może przenosić ludzi o wadze do 220 funtów i jest sterowany za pomocą prostego joysticka. Roboty mogą pomóc osobom starszym wstać z łóżka i zapewnić poczucie towarzystwa tym, którzy są samotni. Przykładem może być robot Nadine, dzieło prof. Nadii Thalmann. Jest zaprojektowana, aby być towarzyszem dla osób starszych, jak również dzieci. Prof. Thalmann z Uniwersytu Genewskiego. Powstał jako odpowiedź na izolację i samotność wśród osób w zaawansowanym wieku. Robot nie zastąpi bliskich, ale można z nim porozmawiać. Pomaga także niepełnosprawnym.

Japonia jest światowym liderem w technologii wykorzystania robotów w kuchniach restauracyjnych. Korzysta się z nich na przykład podczas przyrządzania sushi i przy siekaniu warzyw. Są równie ważne w produkcji żywności , sadzeniu ryżu i uprawie ziemi. Dodatkowo roboty pracują jako recepcjoniści, sprzątaczki i maszyny serwujące napoje. Niektóre roboty specjalizują się w przyrządzaniu kawy, poczynając od pracy z mieleniem ziaren, inne zaś mogą zostać wynajęte jako barman do serwowania drinków na przyjęciach czy pracy za barem.

W wielu krajach używa się już dronów do przeszukiwania terenu i budowli. Zdalnie sterowane roboty saperskie od dawna służą do sprawdzania podejrzanych samochodów czy pakunków. Stosuje się je wszędzie tam, gdzie sytuacja zagraża życiu funkcjonariuszy albo cywilów. Robot może zebrać audiowizualne dane dla lepszego rozpoznania operacyjnego np. podczas sytuacji związanych z wzięciem zakładników. Przykładem takiego robota jest K1 Knightscope do kontroli punktów wejścia i wyjścia, skanujący przechodniów pod kątem posiadania broni i niebezpiecznych narzędzi czy promieniowania.

Inny, naszpikowany kamerami, sensorami termicznymi i laserami robot Knightscope K9 w 2017 roku na ulicach San Francisco pojawił się robot sprawdzający, czy bezdomni nie koczują pod siedzibą San Francisco SCPA. Sama nazwa ma już konotacje z policyjnym psem, które w tym kontekście stają się raczej nieprzyjemne.

Co dalej? Wkrótce roboty będą mogły czytać za nas teksty, prowadzić rozmowy, czyścić okna, dostarczać paczki na parcele, przygotowywać nasze pudełka na leki, a nawet pomóc nam stanąć na nogi w razie upadku lub trudności ze wstaniem. Mieliśmy je najpierw w sektorze wojskowym, potem przy wykonywaniu prac przemysłowych. Teraz widzimy nadejście nowego pokolenia, przygotowanego do wykonywania prac domowych, prac konserwacyjnych, spędzania wolnego czasu lub angażowania się w działalność edukacyjną. Niezależnie od tego, czy będą to roboty makro-, nano-, humanoidalne czy dronoidalne, wkrótce staną się naszymi nieodłącznymi towarzyszami. Wróć – one już tu są.

Prawdziwa siła i korzyści płynące z dzisiejszych wysiłków badawczych w dziedzinie robotyki usług osobistych leżą w udoskonalaniu wiedzy. W oczekiwaniu na ich akceptację i wykorzystanie przez ogół społeczeństwa, nieliczne modele humanoidalnych robotów do obsługi osobistej już zostały nabyte przez uniwersytety i placówki badawcze. Jeśli nasze roboty nadal są daleko od możliwości ludzkich, to pamiętajmy jeszcze, że roboty są w stanie poprawić obserwację ludzi przez ludzi.

Waszym zadaniem jest przygotowanie multimedialnej prezentacji na temat "Robotyka – nauka przyszłości?", w której zaprezentujecie roboty wykorzystywane w życiu codziennym. W trakcie pracy grupowej przeprowadzicie analizę różnych rodzajów robotów, poznacie materiały, z których są wykonane, sposoby ich programowania oraz zakres funkcji, jakie pełnią.