ロボットの歴史

ロボットの歴史は、古代の世界で起きています。 現代のコンセプトは、複雑な力学の使用とその後の電気の導入を可能にする産業革命の始まりとともに開発され始めた。 これにより、小型の小型モータで動力を供給することができました。 20世紀初頭、ヒューマノイド・マシンの概念が開発されました。 今日では、人間に近い人間の思考や動きの能力を備えた人間サイズのロボットを想像することができます。

現代のロボットの最初の用途は、産業用ロボットのような工場であった。人間の援助を必要としない生産を可能にする単純な固定機械である。 人工知能を利用したデジタル制御の産業用ロボットやロボットは、2000年代に建てられました。

初期の伝説
人工兵と仲間のコンセプトは、傭兵になったドラゴンの歯と、ガラテアの像が生まれたピグマリオンを蒔いたと言われているカドゥスの古代伝説と少なくとも同じくらい前のものです。 古代の多くの神話には、ギリシャ神ヘファステス(ローマ人へのバルカン)、ゴールド、ユダヤ人の伝説の粘土のゴーレム、ノルセの伝説の粘土巨人などが作った機械的なハンドメイドがあります。

ギリシア神話では、ヘファスは自分の力の下で動くことのできる実用的な三脚のテーブルと、クレタを守った青銅の男タロスを作り出しました。 Talosは最終的にMedeaによって破壊されました。Medeaは彼の唯一の静脈に稲妻を投げました。 黄金のフリースを取るために、ジェイソンはまた、青銅の蹄で2頭の火を呼吸する雄牛を飼いならす必要がありました。 カドゥスのように、彼は龍の歯を兵士に蒔いた。

インドのLokapannatti(11世紀/ 12世紀)は、仏陀の遺物を集め地下の仏塔に隠したMagadhaのAjatashatru王の物語を伝えています。 遺物は、ローマビジャヤ王国の機械的ロボット(bhuta vahana yanta)によって保護され、アショカ王によって武装解除された。 ロシェルのエジプトの伝説では、セスの弟は宮殿と魂を持つと誤解されたという現実的な男性の生活を支えた自律的な彫像を含む墓石を作った。

ヨーロッパのクリスチャンの伝説の中世ヨーロッパ人にインスパイアされた質問に答えられる勇敢な頭を考案しました。 Albertus Magnusはいくつかの家事を行うことができる全体のアンドロイドを構築しているはずだったが、Albertの学生Thomas Aquinasは彼の思考を妨害して破壊した。 最も有名な伝説は、ロジャー・ベーコンが考案したブロンズの頭で、彼はその瞬間を逃した後に破壊されたか廃止されたと考えました。 人間や動物に似たオートマトンは、中世の文学の想像上の世界で人気がありました。

オートマトン
メカニカルオートマタは、西周紀に紀元前10世紀に建設されました。 職人ヤンシは、歌と踊りができるヒューマノイドオートマトンを作った。 この機械は、骨、筋肉、関節のような実物の臓器を持っていると言われています。 1088年に中国のKaifengにSu Songによって建てられた10メートル(33フィート)の時計塔には、時間を刻んだ機械的なマネキンがあり、他の装置の中でゴングや鐘を鳴らしていました。 オートメーションの勢力は唐の中に続いた。 Daifeng Maは女王のために自動化されたドレッサーの召使を築いた。 Ying Wenliangは、宴会でトーストを提案するオートマタの男性と、スンを演じる木製の女性オートマトンを作りました。 古代中国の最もよく文書化されたオートマトンの中には、紀元前9世紀初めに中国に移住した日本人ハン・ジャイルのものがあります。

紀元前4世紀には、数学者のタレントゥムのArchytasは蒸気で推進された “The Pigeon”と呼ばれる機械的な鳥を仮定しました。 さらに初期のオートマトンは、プトレマイオス・エジプト出身の物理学者で発明者でもあるアレクサンドリアのクテビビウスによって紀元前250年に作られたキクラゲラであった。 アレクサンドリアのヒーロー(AD 10-70)は、オートマトンの分野で数多くの革新を起こしました。 HomerのIliadの初期の参考文献を取り上げるAristotleは、政治学(紀元前322年、第1巻、第4部)で、オートメーションはいつかは奴隷制度の廃止を可能にすることによって人間の平等をもたらすことができると推測していた。

部下を必要としないマネージャーや、奴隷を必要としないマスターを想像できる条件は1つだけです。 この条件は、コマンドの言葉やインテリジェントな予知によって、それぞれの道具が自分自身の仕事をすることができるということです。ホメロスがヘダファスによって作られたダデラルスや三脚の彫像のように “彼ら自身の動きのうち、オリンパスの神々 “のように、シャトル自体が織られるかのように、プレクトラムは自身のハープを演奏する必要があります。

Artuqid王朝時代のイスラム教徒の発明家であるAl-Jazari(1136-1206)は、台所用品や水で動く音楽オートマトンを含むいくつかの自動機械を設計し、建設しました。 1つの特に複雑なオートマトンには、湖に浮かぶ4人の自動演奏家が含まれていました。

オートマトンのヒーローの作品は、12世紀のルネッサンスの中でラテン語に翻訳されました。 13世紀初頭のアーティスト・エンジニア、Villard de Honnecourtは、いくつかのオートマトンの計画を立てました。 13世紀の終わりに、ロバート2世、アルトゥーの伯爵は、数多くのロボット、ヒューマノイド、動物を組み込んだヘスダンの城で、喜びの庭を建てました。

最初の検証可能な自動化の中には、1495年頃にLeonardo da Vinci(1452-1519)が描いたヒューマノイドがあります。1950年代に再発見されたLeonardoのノートブックには、机の中に座って腕を振り、頭と顎を動かす。 1533年、ヨハネス・ミュラー・フォン・ケーニッヒスベルグはオートマトンの鷲と鉄製のフライを作りました。 どちらも飛ぶことができます。 John Deeは飛行できる木製のカブトムシを作ったことでも知られています。

17世紀の思想家であるレネ・デカルトは、動物や人間は生物学的な機械であると信じていました。 彼の最後のノルウェー旅行で、彼は彼の死んだ娘Francineのように見える機械的人形を彼と共に持っていた。 18世紀には、マスター玩具メーカーのJaques de Vaucansonがルイ15世のために何百もの可動部品を備えた自動アヒルを作り、食べたり飲んだりしていました。 その後、Vaucansonはヒューマノイドのオートマトンを作り、ドラマーとパイププレイヤーは現実の人間との解剖学的類似性で注目された。 Vaucansonの創作は、ヨーロッパの時計メーカーに機械的なオートマトンを製造するよう促しました。ヨーロッパの貴族の間では洗練された娯楽のための機械装置を収集することがファッショナブルになりました。 1770年代、スイスのPierre Jaquet-Drozは、子供のように見える動くオートマトンを作りました。メリーシェリーはフランケンシュタイン:モダンプロメテウスを書くようになりました。 オートメーションの究極の試みは、人間の対戦相手に対してチェスを行い、ヨーロッパをツアーすることができる洗練されたマシン、ウォルフガング・フォン・ケンペレンによるザ・ターク(The Turk)でした。 機械が新しい世界に持ち込まれたとき、エドガー・アラン・ポーはエッセイを書くように指示しました。エッセーでは、機械装置が理性や思考が不可能であると結論づけました。

「日本のエジソン」と呼ばれる日本人職人の田中久済さんは、非常に複雑な機械玩具を作りました。その中には、お茶、震える矢、日本の漢字を描くものなどがあります。 画期的なテキストKarakuri Zui(Illustrated Machinery)は1796年に出版されました。

近代史

1900年代
“The Wonderful Wizard of Oz”という本では、ロボットは “機械的な人間”と呼ばれていました。 注目すべきキャラクターはティン・ウッドマン(Tin Woodman)で、オズの森の木を切り刻んだ錫製の男だった。

1910年代
最初のヒューマノイドロボットはドイツのドレスデンにあるフリードリッヒカウフマンによって1910年に作られたトランペットの兵士でした。 第一次世界大戦では、ラジオで遠隔制御できる電気ボートを建設したニコラ・テスラの仕事に基づいて、リモートコントロールの武器が使用されました。

1920年代
「ロボット」という用語は、1920年にチェコカレルČapekによって出版された演劇で初めて使用された.RUR(ロッサムのユニバーサルロボット)は風刺であり、ロボットは不愉快な手作業をすべて実行した生物学的存在であった。 Čapekによると、その言葉はチェコのロボタから彼の兄弟のJosefによって作られました。 演劇RURは、単語 “オートマトン”の普及した使用を置き換えました。 しかし、1950年代まで映画、ラジオ、テレビ番組では「ロビン」と発音されていました。例は1959年11月15日に放送されたテレビシリーズ「The Twilight Zone」の「The Lonely」エピソード、 SFラジオ番組「X Minus One」。

ウェスティングハウス・エレクトリック・コーポレーションは1926年にテレワックスを建設した。 ユーザーがオン/オフを切り替えることができるさまざまなデバイスに接続された段ボールのカットアウトでした。 1927年、フリッツ・ラングのメトロポリスが解放された。 「パロディー」「フツュラ」「ロボトリックス」「マリアの偽装者」(ドイツの女優ブリジット・ヘルムの演奏)とも呼ばれるマシネメンメッシュ(「機械人間」)は、映画に描かれている。

最も有名な日本のロボットオートマタは、1927年に一般に公開されました。学園は、外交的役割を担っていたと思われました。 圧縮空気で作動すると、流動的に書くことができ、まぶたを上げることができます。大手企業の広報目的で、コンピュータ制御のサーボ機構が始まる前に、多くのロボットが建設されました。 これらは本質的に、18世紀のオートマトンのようないくつかのスタントを実行できるマシンでした。 1928年には、ロンドンのモデルエンジニア協会の年次展示会で初めてのヒューマノイドロボットの1台が展示されました。 WH Richardsによって発明されたロボットEricは、11の電磁石と12ボルトの電源で動く1つのモータを備えた鎧のアルミ製のスーツから構成されていました。 ロボットは手と頭を動かすことができ、リモコンや音声制御で制御することができます。

1930年代
1939年、Elektroとして知られるヒューマノイドロボットが世界博覧会で登場しました。 7フィート(2.1m)、体重265ポンド(120kg)で、音声コマンドで歩き、約700ワード(78rpmのレコードプレーヤーを使用)で話したり、タバコを吸い込んだり、風船を吹き飛ばしたり、頭と腕を動かすことができます。 ボディはアルミニウム製の肌で覆われたスチールギアカムとモーター骨格から構成されています。

1939年、コンラッド・ズースはロボットとみなされるヒューマノイド・マシンの構築の基礎を築き、最初のプログラム可能な電気機械式コンピュータを製作しました。

1940年代
1941年と1942年にIsaac Asimovはロボットの3つの法則を策定し、その過程で「ロボット工学」という言葉を作り出しました。 1945年、Vannevar Bushは、電子データ処理の可能性を調査した論文「As We May Think」を出版した。 彼は、コンピュータ、デジタルワードプロセッサ、音声認識、機械翻訳の台頭を予測しました。 彼は後にハイパーテキストの発明者であるテッド・ネルソン氏に賞賛されました。 1948年、Norbert Wienerは、実用的なロボット工学の基礎であるサイバネティクスの原則を策定しました。

複雑な行動をした最初の電子自律型ロボットは、1948年と1949年にイギリスのブリストルにあるBurden Neurological InstituteのWilliam Grey Walterによって作成されました。少数の脳細胞の豊富なつながりが非常に複雑な行動を引き起こす可能性があることを証明したかったのです。本質的には、脳がどのように働いていたかの秘密は、それが配線された方法にあります。 彼の最初のロボットElmerとElsieは、1948年から1949年の間に建設され、その形状と動きの速度が遅いために、しばしば「カメ」と呼ばれていました。 三輪車のカメロボットは、光電池を使用することができました。これにより、バッテリ電源が不足したときに充電ステーションに行くことができました。

ウォルター氏は、Alan TuringやJohn von Neumannのような同時代がデジタル計算の精神プロセスの視点に向かっているときに、純粋にアナログエレクトロニクスを使って脳のプロセスをシミュレートすることの重要性を強調しました。 Walterの研究は、Rodney Brooks、Hans Moravec、Mark Tildenなどの次世代のロボット研究者に影響を与えました。 ウォルターの “カメ”の現代化は、BEAMロボットの形で見いだされるかもしれない。

1950年代
1951年、ウォルターは、彼のより高度な機械的ロボットが条件反射的学習を実証することによってインテリジェントエージェントとしてどのように行動したかを学び、文書化した論文A Machineを出版した。 最初にデジタルで操作されプログラム可能なロボットは1954年にGeorge Devolによって考案され、Unimateと呼ばれました。 これは後に現代のロボット工学の基礎を築いた。

日本のロボットは人気のある漫画の登場人物となった。 ロボットは文化の象徴となり、日本政府はロボット工学の研究資金に拍車をかけました。 最も象徴的なキャラクターの中には、愛、勇気、自己疑惑などの人間の気持ちを教えているアトムボーイがいました。 文化的には、日本のロボットは人間の仲間への援助者とみなされた。

1960年代
Devolは1960年にGeneral Motorsに最初のUnimateを販売し、1961年ニュージャージーのEwing Township工場に設置され、ダイカストマシンから熱い金属片を持ち上げて冷却液に入れました。 「世界の最初の作業ロボットは、1961年の春、ユーイング郷のゼネラルモーターズ工場の組立ラインに参加しました。それは、赤い扉のハンドルやその他の車を落とした自動ダイカスト金型でしたトリミングとバフ磨きのために労働者に移動させたライン上の冷却液のプールに入れます」 Devolの最初のデジタル操作プログラマブルロボットアームの特許は、最新のロボット工学産業の基盤となっています。

ランチョアームは、カリフォルニア州ダウニーにあるランチョ・ロス・アミーゴス病院で障害を持つ患者を支援するロボットアームとして開発されました。 このコンピュータ制御のアームは1963年にスタンフォード大学によって購入されました。1967年には、最初の産業用ロボットが日本で生産的に使用されました。 Versatranロボットは、American Machine and Foundryによって開発されました。 一年後、Unimationの油圧式ロボット設計がKawasaki Heavy Industriesによって生産されました。 Marvin Minskyは1968年に触手腕を作りました。 アームはコンピュータ制御されており、その12個の関節は油圧によって駆動されていた。 1969年に機械工学の学生であったVictor Scheinmanはスタンフォードアームを創設しました。これは最初のコンピュータ制御ロボットアームとして知られています(Unimateの指示は磁気ドラムに保存されていました)。

1960年代後半、ベトナム戦争は自動化されたコマンド技術とセンサネットワークのテスト場となった。 1966年、McNamara Lineは事実上地上部隊を必要としないという目的で提案されました。 このセンサネットワークは、高価であるため、地震・音響センサ、光線収差、センサ誘発地雷の一部が実装されていました。 Shakeyは、1970年にスタンフォード研究所(現SRIインターナショナル)によって建設されました。 Shakeyは、TVカメラ、レーザーレンジファインダ、ナビセンサなどの複数のセンサ入力を組み合わせたものです。

1970年代
1970年代初期には、精密弾薬とスマートな武器が開発されました。 武器はターミナルガイダンスを実装することでロボット化されました。 ベトナム戦争の終わりに、最初にレーザーで誘導された爆弾が配備され、標的に向けられたレーザービームに追従して標的を見つけることができた。 1972年のオペレーションでは、レーザー誘導爆弾が効果的であると証明されましたが、依然として人間の操作者に大きく依存していました。 閉鎖されたベトナム戦争では、火事と忘れの兵器も最初に配備されました。

ヒューマノイドロボットの開発は、1970年代には日本のロボット科学者によってかなり進歩しました。 早稲田大学は1967年にWABOTプロジェクトを開始し、1972年に世界初の本格的なヒューマノイドインテリジェントロボットWABOT-1を完成させました。 その手足制御システムは、手足で下肢を歩くことができ、触覚センサを用いて手で物体を把持して運搬することができました。 その視覚システムは、外部レセプタ、人工の眼および耳を使用して物体への距離および方向を測定することを可能にした。 そして会話システムは、人工口で日本語の人とコミュニケーションをとることができました。 これは最初のアンドロイドになった。

FreddyとFreddy IIは、Pat Ambler、Robin Popplestone、Austin Tate、Donald Mitchieによってエジンバラ大学情報学部に建設されたロボットであり、数時間のうちに木ブロックを組み立てることができました。 ドイツのKUKA社は、FAMULUSと呼ばれる6つの電気機械駆動軸を備えた世界で初めての産業用ロボットを製作しました。

1974年、デビッドシルバーはシルバーアームをデザインしました。このシルバーアームは人間の手を複製する微妙な動きが可能でした。 フィードバックは、タッチセンサおよび圧力センサによって提供され、コンピュータによって分析された。 選択準拠アセンブリロボットアームSCARAは、効率的な4軸ロボットアームとして1978年に作られました。 部品をピックアップして別の場所に配置するのに最適なSCARAは、1981年に組立ラインに導入されました。

スタンフォード・カートは、1979年に椅子がいっぱいの部屋を成功裡に通過しました。それは主にステレオビジョンに基づいて距離をナビゲートし決定しました。 カーネギーメロン大学のロボティクス研究所は1979年にRaj Reddyによって設立されました。

1980年代
狩野武雄は1981年に最初の「ダイレクトドライブアーム」を創設しました。最初はロボットのモーターがロボットに内蔵されていました。

1984年にWabot-2が明らかになった。 Wabot-2は10本の指と2本の足を持っていました。 Wabot-2は、音楽のスコアを読み、人に同行することができました。

ホンダは、1986年にヒューマノイドの研究開発プログラムを開始し、人間との相互作用が可能なロボットを開発しました。 ジンギスという6脚ロボットが1989年にMITによって明らかにされました。ジンギスは建設方法のおかげで迅速かつ安価に製造されたことで有名でした。 Genghisは、4つのマイクロプロセッサ、22のセンサ、12のサーボモータを使用しました。 Rodney BrooksとAnita M. Flynnは「速く、安く、制御不能である:太陽系のロボット侵攻」を発表した。 このペーパーは、生産時間を増やし、ロボットを宇宙に打ち上げることの難しさを減らすために、より安価なロボットをより多く作成することを提唱しました。

1990年代
1994年に最も成功したロボット補助手術器具の1つがFDAによってクリアされました。 サイバーナイフはJohn R. Adlerによって発明され、最初のシステムは1991年にスタンフォード大学に設置されました。この放射線手術システムは、ロボットによる位置決めを用いた画像ガイド手術を統合しました。 サイバーナイフは現在、脳腫瘍や脊髄腫瘍の患者を治療するために導入されています。 X線カメラは変位を追跡し、呼吸によって引き起こされる動きを補償する。

生体模倣ロボットRoboTunaは、1996年にマサチューセッツ工科大学の博士課程のDavid Barrettによって建設され、水中での魚の泳ぎ方を研究しています。 RoboTunaはクロマグロ(曖昧さ回避)を泳ぐように設計されています。

HondaのP2ヒューマノイドロボットは、1996年に初めて登場しました.P2はプロトタイプモデル2のために、ホンダのヒューマノイド開発プロジェクトの不可欠な部分でした。 6フィート(1.8 m)以上の高さで、P2はその前身よりも小さく、より人間的であるように見えました。

この小さなロボット(わずか23ポンドまたは10.5kg)は、火星の表面上で火星のパスファインダーの任務の一環として半自律的な操作を行っていました; 障害物回避プログラムを備えたSojournerは、惑星の表面を研究するためのルートを計画し、航行することができました。 その環境と周囲の環境に関する小さなデータでナビゲートするSojournerの能力は、計画外のイベントやオブジェクトに反応することを可能にしました。

同社のヒューマノイドプロジェクトの一環として、P3ヒューマノイドロボットが1998年にホンダによって明らかにされました。 1999年、ソニーは人間と相互作用できるロボット犬AIBOを導入しました。 日本で発売された最初のモデルは20分で売り切れました。 ホンダは、ASIMOという名の2000年のヒューマノイドプロジェクトの最先端の結果を明らかにしました。 ASIMOは、走ったり、歩いたり、人間とコミュニケーションしたり、顔や環境、声や姿勢を認識したり、その環境と対話したりすることができます。 ソニーはまた、エンターテイメントのための開発中の小型ヒューマノイドロボット「ソニードリームロボット」を発表しました。 2000年10月に、国連は世界に742,500台の産業用ロボットがあり、その半数以上が日本で使用されていると推定した。

2001-現在
2001年4月、Canadarm2は軌道に乗って国際宇宙ステーションに取り付けられました。 Canadarm2は、スペースシャトルで使用されるアームの、より大きく、より能力の高いバージョンであり、「よりスマート」と称賛されています。 また、4月には、無人航空機グローバル・ホークが、カリフォルニア州のエドワーズ空軍基地からオーストラリア南部のRAAF基地エジンバラまで、太平洋上で最初の自発的な直行便を作った。 飛行は22時間後に行われました。

ロボット式真空掃除機である人気のあるRoombaは2002年にiRobot社によって最初にリリースされました。

2005年、コーネル大学は自己複製可能なロボットを明らかにした。 着脱可能な1組の立方体であり、第1ロボットは自身のコピーを構築することができる。 2003年に1月3日と24日に発射された火星の探査機Spirit and Opportunityが火星の表面に着陸した。 両方のロボットが当初期待していた距離の何倍も走り、機会は2018年中頃からまだ続いていますが、大きな塵の嵐のため通信が失われました。

自走車は2005年頃に登場したが、改善の余地があった。 DARPAグランドチャレンジ(2004年)で競う15のデバイスのどれもがコースを正常に修了しなかった。 実際、150マイル(240 km)のオフロードコースの5%以上を正常にナビゲートしたロボットはいないため、100万ドルの賞金は請求されませんでした。 2005年、ホンダは新しい行動と能力で更新されたASIMOロボットの新バージョンを発表しました。 2006年、コーネル大学は自己モデル化が可能な4足歩行ロボット「スターフィッシュ」ロボットを明らかにし、損傷後に歩くことを学びました。 2007年には、人間のように歩くことができるヒューマノイド二足歩行ロボット「i-sobot」を発売し、「スペシャルアクションモード」でのキックやパンチ、さらには面白いトリックや特別なアクションを実行します。

最新の宇宙飛行士ヘルパーであるRobonaut 2は、2011年にSTS-133ミッションでSpace Shuttle Discoveryに乗って宇宙ステーションに打ち上げられました。これはスペース上の最初のヒューマノイドロボットです。巧妙なロボットは宇宙で行動する。 宇宙飛行士が駅に修理や追加をしたり、科学的な作業を行うのを助けるために、アップグレードや進歩によって、駅の外で1日で出かけることができるという希望があります。

2017年10月25日、リヤドの将来投資サミットで、ソフィアと呼ばれる女性代名詞で呼ばれるロボットがサウジアラビア市民権を付与され、今までに国籍を持つ最初のロボットになりました。 ソフィアが投票や結婚をすることができるかどうか、あるいは意図的なシステム停止が殺人と見なされるかどうかは明らかではないので、これは論争を巻き起こしている。 同様に、サウジアラビア人女性に与えられる権利がほとんどないことを考えると、議論の余地がある。

商業用および産業用のロボットは、現在、人間よりも安価に、またはより高い精度と信頼性で、仕事を遂行するために広く使用されています。 彼らはまた、人間にとって適切であるにはあまりにも汚い、危険な、または鈍い作業にも採用されています。 ロボットは、製造、組立、梱包、輸送、地球探査、手術、兵器、実験研究、消費財および工業製品の大量生産に広く使用されています。

コンピュータハードウェアおよびデータ管理ソフトウェアの近年の進歩により、人間の人工的な表現も広く普及しつつある。 例にはOpenMRSとEMRBotsが含まれます。