Robot

Un robot è una macchina, soprattutto programmabile da un computer, in grado di eseguire automaticamente una serie complessa di azioni. I robot possono essere guidati da un dispositivo di controllo esterno o il controllo può essere incorporato all’interno. I robot possono essere costruiti per assumere forma umana, ma la maggior parte dei robot sono macchine progettate per svolgere un compito senza riguardo per il loro aspetto.

I robot possono essere autonomi o semi-autonomi e vanno dagli umanoidi ai robot industriali, robot operativi, robot assistenti per i pazienti, robot di terapia dei cani, robot sciame collettivamente programmati, droni UAV come General Atomics MQ-1 Predator e persino microscopici robot nano. Imitando un aspetto realistico o automatizzando i movimenti, un robot può trasmettere un senso di intelligenza o un proprio pensiero. Si prevede che le cose autonome prolifereranno nel prossimo decennio, con la robotica domestica e l’auto autonoma come alcuni dei principali driver.

La branca della tecnologia che si occupa della progettazione, costruzione, funzionamento e applicazione dei robot, così come i sistemi informatici per il loro controllo, il feedback sensoriale e l’elaborazione delle informazioni è la robotica. Queste tecnologie si occupano di macchine automatizzate che possono prendere il posto degli umani in ambienti o processi di produzione pericolosi o assomigliare agli umani nell’aspetto, nel comportamento o nella cognizione. Molti dei robot di oggi sono ispirati dalla natura che contribuisce al campo della robotica di ispirazione bio. Questi robot hanno anche creato un nuovo ramo della robotica: la robotica morbida.

I robot hanno sostituito gli umani nell’eseguire compiti ripetitivi e pericolosi che gli umani preferiscono non fare, o che non sono in grado di fare a causa dei limiti di dimensione, o che si svolgono in ambienti estremi come lo spazio esterno o il fondo del mare. Vi sono preoccupazioni circa l’uso crescente dei robot e il loro ruolo nella società. I robot sono accusati di aumentare la disoccupazione tecnologica mentre sostituiscono i lavoratori in un numero crescente di funzioni. L’uso di robot nel combattimento militare solleva preoccupazioni etiche. Le possibilità dell’autonomia dei robot e le potenziali ripercussioni sono state affrontate nella finzione e potrebbero essere una preoccupazione realistica in futuro.

Sommario
La parola robot può riferirsi sia ai robot fisici che agli agenti software virtuali, ma questi ultimi sono solitamente indicati come bot. Non vi è consenso su quali macchine si qualificano come robot, ma vi è un consenso generale tra gli esperti e il pubblico che i robot tendono a possedere alcune o tutte le seguenti abilità e funzioni: accettare elettronicamente la programmazione elettronica, i dati di processo o le percezioni fisiche, operare autonomamente in una certa misura, muoversi, operare parti fisiche di sé o processi fisici, percepire e manipolare il loro ambiente ed esibire comportamenti intelligenti, in particolare comportamenti che imitano l’uomo o altri animali. Strettamente collegato al concetto di un robot è il campo della biologia sintetica, che studia entità la cui natura è più paragonabile agli esseri che alle macchine.

Robot moderni

Robot mobile
I robot mobili hanno la capacità di muoversi nel loro ambiente e non sono fissati in una posizione fisica. Un esempio di un robot mobile oggi di uso comune è il veicolo a guida automatica o il veicolo a guida automatica (AGV). Un AGV è un robot mobile che segue marcatori o fili nel pavimento o utilizza visione o laser. Gli AGV sono discussi più avanti in questo articolo.

I robot mobili si trovano anche in ambienti industriali, militari e di sicurezza. Appaiono anche come prodotti di consumo, per l’intrattenimento o per svolgere determinati compiti come l’aspirapolvere. I robot mobili sono al centro di molte ricerche attuali e quasi tutte le principali università hanno uno o più laboratori incentrati sulla ricerca sui robot mobili.

I robot mobili vengono solitamente utilizzati in ambienti strettamente controllati, come nelle linee di assemblaggio, poiché hanno difficoltà a rispondere a interferenze impreviste. Per questo motivo la maggior parte degli umani incontra raramente robot. Tuttavia i robot domestici per la pulizia e la manutenzione sono sempre più comuni all’interno e nei dintorni delle case nei paesi sviluppati. I robot possono anche essere trovati in applicazioni militari.

Robot industriali (manipolando)
I robot industriali di solito consistono in un braccio articolato (manipolatore multi-linked) e un effettore finale collegato a una superficie fissa. Uno dei tipi più comuni di end effector è un gruppo pinza.

L’Organizzazione internazionale per la standardizzazione dà una definizione di un robot industriale manipolatore in ISO 8373:

“un manipolatore automatico, programmabile, riprogrammabile, programmabile in tre o più assi, che può essere fisso o mobile per l’uso in applicazioni di automazione industriale.”

Questa definizione è utilizzata dalla Federazione internazionale di robotica, dalla rete europea di ricerca sulla robotica (EURON) e da numerosi comitati nazionali per gli standard.

Servizio robot
Più comunemente i robot industriali sono armi e manipolatori robotici fissi utilizzati principalmente per la produzione e la distribuzione di merci. Il termine “robot di servizio” è meno definito. La Federazione Internazionale di Robotica ha proposto una definizione provvisoria: “Un robot di servizio è un robot che opera in modo semi o completamente autonomo per fornire servizi utili al benessere di esseri umani e attrezzature, escluse le operazioni di produzione”.

Robot educativo
I robot sono usati come assistenti educativi per gli insegnanti. Dagli anni ’80, i robot come le tartarughe venivano usati nelle scuole e programmati usando il linguaggio del logo.

Esistono kit di robot come Lego Mindstorms, BIOLOID, OLLO di ROBOTIS o BotBrain Educational Robots possono aiutare i bambini a conoscere la matematica, la fisica, la programmazione e l’elettronica. La robotica è stata anche introdotta nella vita degli studenti delle scuole elementari e delle scuole superiori sotto forma di competizioni di robot con la società FIRST (For Inspiration and Recognition of Science and Technology). L’organizzazione è il fondamento per il PRIMO concorso di robotica, FIRST LEGO League, Junior FIRST LEGO League e FIRST Tech Challenge.

Ci sono stati anche dispositivi a forma di robot come il computer didattico, Leachim (1974) e 2-XL (1976), un giocattolo a forma di robot / giocattolo basato su un registratore a 8 tracce, entrambi inventati Michael J. Freeman.

Robot modulare
I robot modulari sono una nuova generazione di robot progettati per aumentare l’utilizzo dei robot modularizzando la loro architettura. La funzionalità e l’efficacia di un robot modulare è più facile da aumentare rispetto ai robot convenzionali. Questi robot sono composti da un unico tipo di identici, diversi tipi di moduli identici o moduli di forma simile, che variano in dimensioni. La loro struttura architettonica consente l’iper-ridondanza per i robot modulari, in quanto possono essere progettati con più di 8 gradi di libertà (DOF). La creazione della programmazione, della cinematica inversa e della dinamica per i robot modulari è più complessa rispetto ai robot tradizionali. I robot modulari possono essere composti da moduli a forma di L, moduli cubici e moduli a forma di U e H. La tecnologia ANAT, una prima tecnologia modulare robotizzata brevettata da Robotics Design Inc., consente la creazione di robot modulari da moduli a forma di U e H che si collegano in una catena e vengono utilizzati per formare sistemi robotici eterogenei e omogenei. Questi “robot ANAT” possono essere progettati con “n” DOF poiché ogni modulo è un sistema robotizzato motorizzato completo che si piega relativamente ai moduli collegati prima e dopo di esso nella sua catena, e quindi un singolo modulo consente un grado di libertà. Più moduli sono collegati tra loro, più saranno i gradi di libertà. I moduli a forma di L possono anche essere progettati in una catena, e devono diventare sempre più piccoli man mano che le dimensioni della catena aumentano, poiché i carichi utili collegati all’estremità della catena mettono a dura prova i moduli più lontani dalla base. I moduli ANAT a forma di H non soffrono di questo problema, in quanto il loro design consente a un robot modulare di distribuire la pressione e gli impatti in modo uniforme tra gli altri moduli collegati, e pertanto la capacità di carico non diminuisce all’aumentare della lunghezza del braccio. I robot modulari possono essere manualmente o auto-riconfigurati per formare un robot diverso, che può eseguire diverse applicazioni. Poiché i robot modulari dello stesso tipo di architettura sono composti da moduli che compongono diversi robot modulari, un robot con braccio a serpente può combinarsi con un altro per formare un robot a due o quattro bracci, oppure può dividere in diversi robot mobili e i robot mobili possono dividerli in più piccoli o combinati con altri in uno più grande o diverso. Ciò consente a un singolo robot modulare di essere completamente specializzato in un singolo compito, nonché la capacità di essere specializzato per eseguire più attività diverse.

La tecnologia robotica modulare è attualmente applicata ai trasporti ibridi, all’automazione industriale, alla pulizia e alla movimentazione dei condotti. Anche molti centri di ricerca e università hanno studiato questa tecnologia e hanno sviluppato prototipi.

Robot collaborativi
Un robot o cobot collaborativo è un robot in grado di interagire in modo sicuro ed efficace con i lavoratori umani mentre svolgono semplici compiti industriali. Tuttavia, gli end-effectors e altre condizioni ambientali possono creare pericoli e, in quanto tali, dovrebbero essere effettuate valutazioni del rischio prima di utilizzare qualsiasi applicazione di controllo del movimento industriale.

I robot collaborativi più utilizzati oggi nelle industrie sono fabbricati da Universal Robots in Danimarca.

Rethink Robotics, fondata da Rodney Brooks, in precedenza con iRobot, ha introdotto Baxter a settembre 2012; come un robot industriale progettato per interagire in sicurezza con i vicini lavoratori umani ed essere programmabile per eseguire compiti semplici. I Baxter si fermano se rilevano un essere umano nel modo in cui si muovono le loro braccia robotiche e hanno interruttori prominenti. Destinati alla vendita a piccole imprese, sono promossi come l’analogo robotico del personal computer. A partire da maggio 2014, 190 aziende negli Stati Uniti hanno acquistato Baxters e vengono commercializzati nel Regno Unito.

Robot nella società
Circa la metà di tutti i robot nel mondo sono in Asia, il 32% in Europa e il 16% in Nord America, l’1% in Australasia e l’1% in Africa. Il 40% di tutti i robot nel mondo sono in Giappone, rendendo il Giappone il paese con il maggior numero di robot.

Autonomia e domande etiche
Man mano che i robot sono diventati più avanzati e sofisticati, esperti e accademici hanno esplorato sempre più le domande su quale etica potrebbe governare il comportamento dei robot, e se i robot potrebbero essere in grado di rivendicare qualsiasi tipo di diritti sociali, culturali, etici o legali. Un gruppo scientifico ha affermato che è possibile che entro il 2019 esista un cervello di robot. Altri prevedono le scoperte dell’intelligenza artificiale entro il 2050. I recenti progressi hanno reso il comportamento robotico più sofisticato. L’impatto sociale dei robot intelligenti è oggetto di un film documentario del 2010 chiamato Plug & Pray.

Vernor Vinge ha suggerito che potrebbe arrivare un momento in cui i computer e i robot saranno più intelligenti degli umani. Lo chiama “la Singolarità”. Suggerisce che potrebbe essere alquanto o potenzialmente molto pericoloso per gli umani. Questo è discusso da una filosofia chiamata Singolaritarismo.

Nel 2009, gli esperti hanno partecipato a una conferenza ospitata dall’Associazione per l’Avanzamento dell’Intelligenza Artificiale (AAAI) per discutere se i computer e i robot potrebbero essere in grado di acquisire qualsiasi autonomia e quanto queste abilità possano rappresentare una minaccia o un pericolo. Hanno notato che alcuni robot hanno acquisito varie forme di semi-autonomia, tra cui la possibilità di trovare fonti di energia per conto proprio e di essere in grado di scegliere autonomamente bersagli da attaccare con le armi. Hanno anche notato che alcuni virus informatici possono eludere l’eliminazione e hanno raggiunto “l’intelligenza degli scarafaggi”. Hanno notato che la consapevolezza di sé come raffigurata nella fantascienza è probabilmente improbabile, ma che c’erano altri potenziali pericoli e insidie. Varie fonti di informazione e gruppi scientifici hanno notato tendenze separate in aree diverse che potrebbero insieme determinare maggiori funzionalità e autonomia robotiche e che pongono alcune preoccupazioni inerenti. Nel 2015, i robot Nao alderen hanno dimostrato di possedere una capacità di auto-consapevolezza. I ricercatori del Rensselaer Polytechnic Institute AI e Reasoning Lab di New York hanno condotto un esperimento in cui un robot è diventato consapevole di se stesso e ha corretto la sua risposta a una domanda una volta realizzato.

Robot militari
Alcuni esperti e accademici hanno messo in dubbio l’uso di robot per il combattimento militare, specialmente quando tali robot hanno un certo grado di funzioni autonome. Ci sono anche preoccupazioni per la tecnologia che potrebbe consentire ad alcuni robot armati di essere controllati principalmente da altri robot. La Marina degli Stati Uniti ha finanziato un rapporto che indica che, man mano che i robot militari diventano più complessi, dovrebbe essere prestata maggiore attenzione alle implicazioni della loro capacità di prendere decisioni autonome. Un ricercatore afferma che i robot autonomi potrebbero essere più umani, in quanto potrebbero prendere decisioni in modo più efficace. Tuttavia, altri esperti si interrogano su questo.

Un robot in particolare, l’EATR, ha generato preoccupazioni pubbliche sulla sua fonte di carburante, in quanto può rifornirsi continuamente di sostanze organiche. Sebbene il motore per l’EATR sia progettato per funzionare su biomassa e vegetazione appositamente selezionate dai suoi sensori, che può trovare su campi di battaglia o altri ambienti locali, il progetto ha affermato che il grasso di pollo può anche essere usato.

Manuel De Landa ha notato che i “missili intelligenti” e le bombe autonome dotate di percezione artificiale possono essere considerati robot, poiché prendono autonomamente alcune delle loro decisioni. Egli ritiene che ciò rappresenti una tendenza importante e pericolosa in cui gli umani stanno consegnando importanti decisioni alle macchine.

Rapporto con la disoccupazione
Per secoli, le persone hanno predetto che le macchine avrebbero reso i lavoratori obsoleti e avrebbero aumentato la disoccupazione, sebbene le cause della disoccupazione si ritenessero in genere dovute alla politica sociale.

Un recente esempio di sostituzione umana coinvolge la società tecnologica taiwanese Foxconn che, a luglio 2011, ha annunciato un piano triennale per sostituire i lavoratori con più robot. Attualmente l’azienda utilizza diecimila robot ma li aumenterà fino a un milione di robot per un periodo di tre anni.

Gli avvocati hanno ipotizzato che una maggiore prevalenza di robot sul posto di lavoro potrebbe portare alla necessità di migliorare le leggi sulla ridondanza.

Kevin J. Delaney ha dichiarato: “I robot stanno assumendo lavori umani, ma Bill Gates ritiene che i governi dovrebbero tassare il loro uso da parte delle aziende, come modo per rallentare almeno temporaneamente la diffusione dell’automazione e finanziare altri tipi di occupazione”. L’imposta sui robot contribuirebbe anche a garantire un salario di sussistenza garantito ai lavoratori sfollati.

Il World Development Report 2019 della Banca Mondiale fornisce prove che dimostrano che mentre l’automazione sposta i lavoratori, l’innovazione tecnologica crea più nuovi settori e nuovi posti di lavoro in equilibrio.

Usi contemporanei
Al momento, ci sono due tipi principali di robot, basati sul loro utilizzo: robot autonomi per scopi generali e robot dedicati.

I robot possono essere classificati in base alla loro specificità di scopo. Un robot potrebbe essere progettato per eseguire un compito particolare in modo ottimale, o una serie di compiti meno bene. Tutti i robot per loro natura possono essere riprogrammati per comportarsi diversamente, ma alcuni sono limitati dalla loro forma fisica. Ad esempio, un braccio di un robot di fabbrica può eseguire lavori come il taglio, la saldatura, l’incollaggio, o agire come una pista della fiera, mentre un robot pick-and-place può solo popolare i circuiti stampati.

Robot autonomi per scopi generali
I robot autonomi per scopi generali possono eseguire una varietà di funzioni in modo indipendente. Generalmente, i robot autonomi possono navigare autonomamente in spazi noti, gestire le proprie esigenze di ricarica, interfacciarsi con porte ed ascensori elettronici ed eseguire altre attività di base. Come i computer, i robot generici possono collegarsi a reti, software e accessori che ne aumentano l’utilità. Possono riconoscere persone o oggetti, parlare, fornire compagnia, monitorare la qualità ambientale, rispondere agli allarmi, raccogliere forniture e svolgere altre attività utili. I robot generici possono eseguire una varietà di funzioni simultaneamente o assumere ruoli diversi in momenti diversi della giornata. Alcuni di questi robot cercano di imitare gli esseri umani e possono anche somigliare a persone in apparenza; questo tipo di robot è chiamato robot umanoide. I robot umanoidi sono ancora in uno stadio molto limitato, poiché nessun robot umanoide può, per ora, navigare realmente in una stanza in cui non è mai stato. Quindi, i robot umanoidi sono davvero piuttosto limitati, nonostante i loro comportamenti intelligenti nei loro ben noti ambienti.

Robot di fabbrica

Produzione di auto
Negli ultimi tre decenni, le fabbriche automobilistiche sono diventate dominate dai robot. Una fabbrica tipica contiene centinaia di robot industriali che lavorano su linee di produzione completamente automatizzate, con un robot per ogni dieci lavoratori umani. Su una linea di produzione automatizzata, un telaio del veicolo su un trasportatore viene saldato, incollato, verniciato e infine assemblato in una sequenza di stazioni robotizzate.

Confezione
I robot industriali sono anche ampiamente utilizzati per la pallettizzazione e il confezionamento di manufatti, ad esempio per la presa rapida di cartoni per bevande dall’estremità di un nastro trasportatore e per il loro inserimento in scatole o per i centri di lavorazione di carico e scarico.

Elettronica
I circuiti stampati (PCB) prodotti in serie sono prodotti quasi esclusivamente da robot pick-and-place, in genere con manipolatori SCARA, che rimuovono minuscoli componenti elettronici da strisce o vassoi e li depositano su PCB con grande precisione. Tali robot possono posizionare centinaia di migliaia di componenti all’ora, superando di gran lunga un umano in termini di velocità, accuratezza e affidabilità.

Veicoli a guida automatica (AGV)
I robot mobili, seguendo marcatori o fili nel pavimento, o usando visione o laser, sono usati per trasportare merci intorno a grandi strutture, come magazzini, porticcioli o ospedali.

I primi robot in stile AGV
Limitato a compiti che potrebbero essere definiti con precisione e che dovevano essere eseguiti sempre nello stesso modo. Era richiesto un minimo di feedback o intelligenza, ei robot necessitavano solo degli exterocettori di base (sensori). I limiti di questi AGV sono che i loro percorsi non sono facilmente alterati e non possono alterare i loro percorsi se gli ostacoli li bloccano. Se un AGV si rompe, potrebbe interrompere l’intera operazione.

Tecnologie Interv AGV
Sviluppato per l’implementazione di triangolazione da beacon o griglie di codici a barre per la scansione a pavimento o soffitto. Nella maggior parte delle fabbriche, i sistemi di triangolazione tendono a richiedere una manutenzione da moderata a elevata, come la pulizia giornaliera di tutti i beacon o dei codici a barre. Inoltre, se un pallet alto o un veicolo grande blocca segnali o un codice a barre è danneggiato, gli AGV potrebbero andare persi. Spesso tali AGV sono progettati per essere utilizzati in ambienti privi di risorse umane.

AGV intelligenti (i-AGV)
SmartLoader, SpeciMinder, ADAM, Tug Eskorta e MT 400 con Motivity sono progettati per aree di lavoro a misura d’uomo. Navigano riconoscendo le caratteristiche naturali. Gli scanner 3D o altri strumenti per rilevare l’ambiente in due o tre dimensioni aiutano a eliminare gli errori cumulativi nei calcoli con calcolo dei decessi della posizione corrente dell’AGV. Alcuni AGV possono creare mappe del proprio ambiente utilizzando laser di scansione con localizzazione e mappatura simultanea (SLAM) e utilizzare tali mappe per navigare in tempo reale con altri algoritmi di pianificazione del percorso e di evitamento degli ostacoli. Sono in grado di operare in ambienti complessi ed eseguire compiti non ripetitivi e non sequenziali come il trasporto di fotomaschere in un laboratorio di semiconduttori, campioni negli ospedali e beni nei magazzini. Per aree dinamiche, come magazzini pieni di pallet, gli AGV richiedono strategie aggiuntive che utilizzano sensori tridimensionali come telecamere di tempo di volo o di stereovisione.

Attività sporche, pericolose, noiose o inaccessibili
Ci sono molti lavori che gli umani preferirebbero lasciare ai robot. Il lavoro può essere noioso, come la pulizia domestica, o pericoloso, come esplorare all’interno di un vulcano. Altri lavori sono fisicamente inaccessibili, come esplorare un altro pianeta, pulire l’interno di un lungo tubo o eseguire interventi di chirurgia laparoscopica.

Sonde spaziali
Quasi ogni sonda spaziale senza pilota mai lanciata era un robot. Alcuni sono stati lanciati negli anni ’60 con abilità molto limitate, ma la loro capacità di volare e atterrare (nel caso di Luna 9) è un’indicazione del loro status di robot. Questo include tra l’altro le sonde Voyager e le sonde Galileo.

telerobot
I robot telecomandati, o telerobot, sono dispositivi gestiti a distanza da una distanza da un operatore umano piuttosto che seguendo una sequenza predeterminata di movimenti, ma che ha un comportamento semi-autonomo. Vengono utilizzati quando un essere umano non può essere presente sul posto per eseguire un lavoro perché è pericoloso, lontano o inaccessibile. Il robot può trovarsi in un’altra stanza o in un altro paese o può essere su una scala molto diversa dall’operatore. Ad esempio, un robot per chirurgia laparoscopica consente al chirurgo di lavorare all’interno di un paziente umano su una scala relativamente piccola rispetto alla chirurgia aperta, abbreviando significativamente i tempi di recupero. Possono anche essere utilizzati per evitare di esporre i lavoratori agli spazi pericolosi e stretti come la pulizia dei condotti. Quando si disabilita una bomba, l’operatore invia un piccolo robot per disabilitarlo. Diversi autori hanno utilizzato un dispositivo chiamato Longpen per firmare i libri da remoto. I velivoli robotoper teleoperati, come il Predator Unmanned Aerial Vehicle, sono sempre più utilizzati dai militari. Questi droni senza pilota possono cercare terreno e sparare sugli obiettivi. Centinaia di robot come iRobot’s Packbot e il Foster-Miller TALON vengono utilizzati in Iraq e Afghanistan dai militari degli Stati Uniti per disinnescare bombe sul ciglio della strada o ordigni esplosivi improvvisati (IED) in un’attività nota come smaltimento di ordigni esplosivi (EOD).

Macchine per la raccolta della frutta automatizzate
I robot sono utilizzati per automatizzare la raccolta di frutta nei frutteti a un costo inferiore a quello dei raccoglitori umani.

Robot domestici
I robot domestici sono semplici robot dedicati a un singolo compito di lavoro nell’uso domestico. Sono utilizzati in lavori semplici ma spesso antipatici, come l’aspirapolvere, il lavaggio del pavimento e la falciatura del prato. Un esempio di un robot domestico è un Roomba.

Robot militari
I robot militari includono il robot SWORDS che è attualmente utilizzato nel combattimento a terra. Può usare una varietà di armi e vi è qualche discussione sul dargli un certo grado di autonomia in situazioni di battaglia.

I veicoli aerei da combattimento senza equipaggio (UCAV), che sono una forma aggiornata di UAV, possono eseguire un’ampia varietà di missioni, incluso il combattimento. Gli UCAV vengono progettati come i Mantis della BAE Systems che avrebbero la capacità di volare autonomamente, scegliere il proprio percorso e il proprio obiettivo e prendere la maggior parte delle decisioni da soli. Il BAE Taranis è un UCAV costruito dalla Gran Bretagna che può volare attraverso i continenti senza un pilota e ha nuovi mezzi per evitare il rilevamento. Le prove di volo dovrebbero iniziare nel 2011.

L’AAAI ha studiato a fondo questo argomento e il suo presidente ha commissionato uno studio per esaminare questo problema.

Alcuni hanno suggerito la necessità di costruire una “IA amichevole”, il che significa che i progressi che si stanno già verificando con l’intelligenza artificiale dovrebbero includere anche uno sforzo per rendere l’intelligenza artificiale intrinsecamente amichevole e umana. Diverse misure di questo tipo esistono già, con paesi che hanno un peso elevato come il Giappone e la Corea del Sud che hanno iniziato a emanare regolamenti che richiedono robot dotati di sistemi di sicurezza, e forse serie di “leggi” simili alle Tre Leggi di Robotica di Asimov. Un rapporto ufficiale è stato emesso nel 2009 dal comitato per la politica dell’industria dei robot del governo giapponese. Funzionari e ricercatori cinesi hanno pubblicato un rapporto che suggerisce una serie di regole etiche e una serie di nuove linee guida legali denominate “Studi legali sui robot”. Qualche preoccupazione è stata espressa su un possibile evento di robot che dicevano apparenti falsità.

Robot da miniera
I robot di estrazione mineraria sono progettati per risolvere una serie di problemi che attualmente affliggono l’industria mineraria, tra cui la carenza di competenze, il miglioramento della produttività derivante dalla diminuzione dei gradi di minerale e il raggiungimento degli obiettivi ambientali. A causa della natura pericolosa del settore minerario, in particolare delle miniere sotterranee, la prevalenza di robot autonomi, semi-autonomi e telecomandati è notevolmente aumentata negli ultimi tempi. Un certo numero di costruttori di veicoli fornisce treni, camion e caricatori autonomi che caricheranno il materiale, lo trasporteranno sul sito della miniera fino alla sua destinazione e scaricheranno senza richiedere l’intervento umano. Una delle più grandi società minerarie del mondo, Rio Tinto, ha recentemente ampliato la sua flotta di camion autonomi al più grande del mondo, costituito da 150 camion Komatsu autonomi, operanti nell’Australia occidentale. Allo stesso modo, BHP ha annunciato l’espansione della sua flotta di trapano autonoma per le 21 più grandi 21 punte autonome Atlas Copco.

Ora sono disponibili anche robot autonomi per perforazioni, longwall e rockmreaking. Il sistema di controllo dell’impianto di perforazione Atlas Copco può eseguire autonomamente un piano di perforazione su un impianto di perforazione, spostando la piattaforma in posizione utilizzando il GPS, impostare la piattaforma di perforazione e perforare fino a profondità specificate. Allo stesso modo, il sistema Transmin Rocklogic può pianificare automaticamente un percorso per posizionare un rockbreaker in una destinazione selezionata. Questi sistemi migliorano notevolmente la sicurezza e l’efficienza delle operazioni minerarie.

Assistenza sanitaria
I robot nel settore sanitario hanno due funzioni principali. Quelli che assistono un individuo, come un malato di una malattia come la sclerosi multipla, e quelli che aiutano nei sistemi generali come le farmacie e gli ospedali.

Domotica per anziani e disabili
I robot utilizzati nell’automazione domestica si sono sviluppati nel tempo da semplici assistenti robotici di base, come l’Handy 1, fino ai robot semi-autonomi, come ad esempio FRIEND, che può aiutare gli anziani e i disabili con compiti comuni.

La popolazione sta invecchiando in molti paesi, in particolare in Giappone, il che significa che c’è un numero crescente di anziani da prendersi cura, ma relativamente meno giovani da prendersi cura di loro. Gli esseri umani fanno i migliori badanti, ma dove non sono disponibili, i robot vengono gradualmente introdotti.

FRIEND è un robot semi-autonomo progettato per supportare le persone anziane e disabili nelle loro attività quotidiane, come preparare e servire un pasto. L’AMICO consente a pazienti paraplegici, malattie muscolari o paralisi gravi (a causa di ictus, ecc.) Di svolgere compiti senza l’aiuto di altre persone come terapisti o personale infermieristico.

farmacie
Script Pro produce un robot progettato per aiutare le farmacie a riempire le prescrizioni che consistono in solidi orali o farmaci sotto forma di pillola. Il farmacista o il tecnico della farmacia immettono le informazioni sulla prescrizione nel proprio sistema informativo. Il sistema, al momento di determinare se il farmaco è o meno nel robot, invierà le informazioni al robot per il riempimento. Il robot ha 3 fiale di diverse dimensioni da riempire determinate dalla dimensione della pillola. Il tecnico robotico, l’utente o il farmacista determinano la dimensione necessaria della fiala in base al tablet quando il robot è stoccato. Una volta riempita la fiala, viene portata su un nastro trasportatore che la consegna a un supporto che gira la fiala e attacca l’etichetta del paziente. Successivamente viene impostato su un altro trasportatore che consegna la fiala del farmaco del paziente a uno slot etichettato con il nome del paziente su un LED letto. Il farmacista o il tecnico quindi controlla il contenuto della fiala per assicurarsi che sia il farmaco corretto per il paziente corretto e quindi sigilla le fiale e le invia davanti per essere prelevata. Il robot è un dispositivo molto efficiente a cui la farmacia dipende per riempire le prescrizioni.

McKesson’s Robot RX è un altro prodotto di robotica sanitaria che aiuta le farmacie a dispensare migliaia di farmaci ogni giorno con pochi o nessun errore. Il robot può essere largo dieci piedi e lungo trenta piedi e può contenere centinaia di diversi tipi di farmaci e migliaia di dosi. La farmacia salva molte risorse come membri dello staff che altrimenti non sono disponibili in un settore scarsamente efficiente di risorse. Utilizza una testa elettromeccanica accoppiata ad un sistema pneumatico per catturare ogni dose e consegnarla alla sua posizione sia in magazzino che in quella dispensata. La testa si muove lungo un singolo asse mentre ruota di 180 gradi per tirare i farmaci. Durante questo processo utilizza la tecnologia dei codici a barre per verificare che tiri il farmaco corretto. Quindi consegna il farmaco a un contenitore specifico per il paziente su un nastro trasportatore. Una volta che il contenitore è pieno di tutti i farmaci di cui ha bisogno un particolare paziente e che il robot è presente, il bidone viene quindi rilasciato e riportato sul nastro trasportatore da un tecnico in attesa di caricarlo in un carrello da consegnare al pavimento.

Robot di ricerca
Mentre oggi la maggior parte dei robot viene installata in fabbriche o abitazioni, con lavori di manodopera o salvavita, molti nuovi tipi di robot vengono sviluppati nei laboratori di tutto il mondo. Gran parte della ricerca in robotica non si concentra su specifici compiti industriali, ma su indagini su nuovi tipi di robot, modi alternativi di pensare o progettare robot e nuovi modi per produrli. Si prevede che questi nuovi tipi di robot saranno in grado di risolvere i problemi del mondo reale quando saranno finalmente realizzati.

Robot bionici e biomimetici
Un approccio alla progettazione di robot è di basarli sugli animali. BionicKangaroo è stato progettato e ingegnerizzato studiando e applicando la fisiologia e i metodi di locomozione di un canguro.

nanorobot
La nanorobotica è il campo tecnologico emergente della creazione di macchine o robot i cui componenti si trovano nella scala microscopica di un nanometro (10-9 metri). Conosciuti anche come “nanobot” o “naniti”, sarebbero costruiti da macchine molecolari. Finora, i ricercatori hanno per lo più prodotto solo parti di questi sistemi complessi, come cuscinetti, sensori e motori molecolari sintetici, ma sono stati fatti anche robot funzionanti come i partecipanti al concorso Nanobot Robocup. I ricercatori sperano anche di essere in grado di creare interi robot piccoli come virus o batteri, che potrebbero svolgere compiti su piccola scala. Le possibili applicazioni includono la micro chirurgia (a livello di singole cellule), la nebbia di utilità, la produzione, l’armamento e la pulizia. Alcune persone hanno suggerito che se ci fossero nanobot che potrebbero riprodursi, la terra si trasformerebbe in “goo grigio”, mentre altri sostengono che questo risultato ipotetico non ha senso.

Robot riconfigurabili
Alcuni ricercatori hanno studiato la possibilità di creare robot in grado di modificare la loro forma fisica per adattarsi a un compito particolare, come l’immaginario T-1000. Tuttavia, i robot reali non sono affatto sofisticati, e consistono principalmente in un piccolo numero di unità a forma di cubo, che possono muoversi rispetto ai loro vicini. Algoritmi sono stati progettati nel caso in cui tali robot diventino una realtà.

Robot dal corpo molle
I robot con corpi in silicone e attuatori flessibili (muscoli dell’aria, polimeri elettroattivi e ferrofluidi) hanno un aspetto diverso dai robot con scheletri rigidi e possono avere comportamenti diversi.

Robot sciame
Ispirati da colonie di insetti come formiche e api, i ricercatori stanno modellando il comportamento di sciami di migliaia di piccoli robot che insieme svolgono un compito utile, come trovare qualcosa nascosto, pulito o spionaggio. Each robot is quite simple, but the emergent behavior of the swarm is more complex. The whole set of robots can be considered as one single distributed system, in the same way an ant colony can be considered a superorganism, exhibiting swarm intelligence. The largest swarms so far created include the iRobot swarm, the SRI/MobileRobots CentiBots project and the Open-source Micro-robotic Project swarm, which are being used to research collective behaviors. Swarms are also more resistant to failure. Whereas one large robot may fail and ruin a mission, a swarm can continue even if several robots fail. This could make them attractive for space exploration missions, where failure is normally extremely costly.

Haptic interface robots
Robotics also has application in the design of virtual reality interfaces. Specialized robots are in widespread use in the haptic research community. These robots, called “haptic interfaces”, allow touch-enabled user interaction with real and virtual environments. Robotic forces allow simulating the mechanical properties of “virtual” objects, which users can experience through their sense of touch.