Roboti i robotizacija

Univerzitet „Džemal Bijedić” Fakultet informacijskih tehnologija Postdiplomski studij u Mostaru

Roboti i robotizacija – ekonomski aspekt Seminarski rad iz predmeta ekonomski i pravni aspekti informacijskih sistema Student: Zanin Vejzović

Datum, 23.09.2004. godine

Mentor:  ________________  prof. dr. Safet Krkić

Sadržaj 1. Uvod ............................................ ................................................................... .............................................. ............................................... ........................... ... 1 2. Robotika .............................................. .......................................................... ............ ...................................................... 2 2.1. Prvo korištenje rije či „robot” i „robotika” ......................................................... 2 2.2. Tri zakona robotike robotike ............................................... ......................................................... .......... ................................... 3 2.3. Istorija robota .............................................. ..................................................................... ......................... ............................... 3 2.3.1. Prvi pravi robot ................................................................ .............................. 4 2.3.2. Moderni industrijski industrijski roboti .............................................. ................................................................. ................... ............ 5 2.4. Tipovi robota ............................................ ...................................................................................................... 6 2.4.1. Industrijski Industrijski roboti ............................. ............................. ............................................................... 6 2.4.1.1. Zavarivanje ............................................ ................................................................... .............................................. ............................... ........ 6 2.4.1.2. Bojenje .............................................. ..................................................................... .................................... ............. ....................... 6 2.4.1.3. Operacije montaže ................................................ ........................................................................ ....................................... ............... 7 2.4.1.4. Paletiziranje i rukovanje materijalom materijalom ............................................... ................................................. .......... 7 2.4.1.5. Generacije industrijskih industrijskih robota .......................................... ...................................................... ............ .............. 7 2.4.2. Mobilni roboti .............................................. ..................................................................... .................................. ........... ................. 9 2.4.3. Roboti u obrazovanju ........................................... .................................................................. ............................ ..... ............... 10 2.4.4. Roboti u poljoprivredi poljoprivredi ............................................ ......................................................... ............. ............................ 10 2.4.5. Roboti u svemiru ................................................ ..................................................................... ..................... ........................ 10 2.4.6. Roboti Roboti i hendikepirani hendikepirani ........................... ........................... .......................................................... 11 2.4.7. Humanoidni Humanoidni roboti ............................................ ................................................................... .............................................. ....................... 11 2.5. Definicija robota robota i umjetne inteligencije ............................................................ 13 3. Moore-ov zakon ........................................... .................................................................. .............................................. .................................. ........... 16 4. Usponi i padovi ........................................... .................................................................. .............................................. ................................... ............ 21 5. Ekonomski Ekonomski pokazatelji pokazatelji ............................................... ...................................................................... ........................................... .................... 24 6. Zaključak ............................................. .................................................................... .......................................... ................... ........................ 29 7. Literatura Literatura .............................................. ...................................................................... ............................................... ......................................... .................. 30

ii

Sadržaj 1. Uvod ............................................ ................................................................... .............................................. ............................................... ........................... ... 1 2. Robotika .............................................. .......................................................... ............ ...................................................... 2 2.1. Prvo korištenje rije či „robot” i „robotika” ......................................................... 2 2.2. Tri zakona robotike robotike ............................................... ......................................................... .......... ................................... 3 2.3. Istorija robota .............................................. ..................................................................... ......................... ............................... 3 2.3.1. Prvi pravi robot ................................................................ .............................. 4 2.3.2. Moderni industrijski industrijski roboti .............................................. ................................................................. ................... ............ 5 2.4. Tipovi robota ............................................ ...................................................................................................... 6 2.4.1. Industrijski Industrijski roboti ............................. ............................. ............................................................... 6 2.4.1.1. Zavarivanje ............................................ ................................................................... .............................................. ............................... ........ 6 2.4.1.2. Bojenje .............................................. ..................................................................... .................................... ............. ....................... 6 2.4.1.3. Operacije montaže ................................................ ........................................................................ ....................................... ............... 7 2.4.1.4. Paletiziranje i rukovanje materijalom materijalom ............................................... ................................................. .......... 7 2.4.1.5. Generacije industrijskih industrijskih robota .......................................... ...................................................... ............ .............. 7 2.4.2. Mobilni roboti .............................................. ..................................................................... .................................. ........... ................. 9 2.4.3. Roboti u obrazovanju ........................................... .................................................................. ............................ ..... ............... 10 2.4.4. Roboti u poljoprivredi poljoprivredi ............................................ ......................................................... ............. ............................ 10 2.4.5. Roboti u svemiru ................................................ ..................................................................... ..................... ........................ 10 2.4.6. Roboti Roboti i hendikepirani hendikepirani ........................... ........................... .......................................................... 11 2.4.7. Humanoidni Humanoidni roboti ............................................ ................................................................... .............................................. ....................... 11 2.5. Definicija robota robota i umjetne inteligencije ............................................................ 13 3. Moore-ov zakon ........................................... .................................................................. .............................................. .................................. ........... 16 4. Usponi i padovi ........................................... .................................................................. .............................................. ................................... ............ 21 5. Ekonomski Ekonomski pokazatelji pokazatelji ............................................... ...................................................................... ........................................... .................... 24 6. Zaključak ............................................. .................................................................... .......................................... ................... ........................ 29 7. Literatura Literatura .............................................. ...................................................................... ............................................... ......................................... .................. 30

ii

1. Uvod Zadnjih nekoliko decenija nauka i tehnologija napreduju rapidnim, skoro zastrašuju ćim tempom. Ljudska vrsta svakim danom postaje sve ovisnija o tehnologiji, a ve ć se danas normalna svakodnevica ne može zamisliti bez brojnih luksuza koje tehnologija pruža. Robotika je danas veoma napredna tehnologija sa veoma dobrim komercijalnim izgledima za razvoj. Razvojne mogu ćnosti leže u činjenici svakodnevnog poboljšanja performansi uz smanjenje troškova, što je rezultat iskustava ste čenih u kompjuterskoj industriji koja je veoma slična robotici. Tu se prije svega misli na standardizaciju mehani čkih komponenti uz istovremeno stvaranje univerzalnih operativnih sistema (softvera) koji upravljaju mehani čkim komponentama, tako da gotov proizvod (robot) zadovoljava sve zahtjeve kupaca. Međutim, iako je čovječiji genije dao veličanstvene pronalaske, pogotovo u posljednje vrijeme na polju robotike, ipak je javnost posebno fascinirana mašinama koje na neki na čin oponašaju svog tvorca. Ideja i izvedaba mehani čkih automata bilo je još u anti čko doba, u srednjem vijeku, pa sve do danas. U tom smislu, danas u svijetu u kakvom živimo glavno pitanje je svakako ekonomski aspekt uvođenja robota i robotizacije, odnosno kakav uticaj ima procesor, kao elektronski uređaj, i umjetna inteligencija, kao softverski proizvod, na ukupnu svjetsku ekonomiju i kvalitet ljudskog života uopšte. Ovaj rad jeste pokušaj da se da odgovor na ovo veoma važno pitanje. Koncipiran je na način da je u poglavu koje slijedi prikazan istorijski razvoj robotike kao nauke, zatim, tipovi robota, sa akcentom na definisanje robota i umjetne inteligencije (2. poglavlje). U trećem poglavlju je prikazano kako, kao i za razvoj informatike i ra čunara, vrijedi Moore-ov zakon, dok su u petom prikazani usponi i padovi koji prate svaki oblik ljudskog djelovanja pa i robotiku kao nau čnu disciplinu i granu industrije. U šestom poglavlju dati su ekonomski pokazatelji u industriji robota u posljednjih 30 godina, te predviđanja za razvoj ove industrijske grane u narednih 15 – 20 godina, i kako  porast broja robota u upotrebi upotrebi utiče na ukupan GDP (ukupan nacionalni dohodak).

1

2. Robotika Savremeni roboti nastali su 1950.-ih u SAD-u, a poti ču od pronalazaka teleoperatera, s  jedne, te numerički upravljanih alatnih mašina, s druge strane. Teleoperateri su razvijeni za vrijeme 2. svjetskog rata radi potrebe daljinskog rukovanja nuklearnim sirovinama, a numeričke alatne mašine pojavile su se nakon rata kao rješenje problema izrade složenih avionskih dijelova. Međutim, čovjekova želja da mašina u potpunosti zamijeni fizi čki rad čovjeka, seže još i dalje u prošlost.

2.1. Prvo korištenje riječi „robot” i „robotika” Proslavljeni češki dramski pisac Karel Čapek (1890-1938) prvi koristi riječ „robot”, što na češkom znači nadničar ili kmet. Koristi je u svojoj drami „R. U. R” („Rossumovi univerzalni roboti” – 1920. g.). Radnja drame temelji se na srednjovjekovnoj legendi u kojoj je rabin Judel iz Jankelovke oživio čovjekoliku figuru Golema da bi je podvrgao svojoj vlasti. Osim za češki, riječ robot je etimološki vezana i za druge pojmove široko rasprostranjene u slavenskim jezicima: robota – rad, robotnik – kmet. Drama je imala golem uspjeh, te je u veoma kratkom roku osvojila čitavu Evropu i SAD. Tema Rossumovih univerzalnih robota djelimi čno je bila dehumanizacija čovjeka u tehnološkoj civilizaciji. Iznenađujuće je što roboti u svojoj prirodi nisu mehani čki, već su stvoreni kroz hemijsko zna čenje. Ustvari, u eseju napisanom 1935. godine, Čapek se snažno zalaže da je njegova ideja opšte mogu ća i, pišući u trećem licu, kaže: „ Iskreno, užasno je odbacivati svaku odgovornost ideje da metalne naprave mogu ikad zamijeniti ljudska bića, i to tako da žice mogu pobuditi nešto što je život, ljubav ili buna. On bi mislio da je ovaj tamni pogled ili precjenjivanje mašina, ili smrtna uvreda životu .1”

Postoje dokazi da je rije č robot ustvari izvedenica Karelovog brata Josefa, tako đe pisca. U svom kratkom pismu, Čapek piše da je pitao Josefa kako bi nazvao umjetne radnike u svom novom djelu. Sam Karel je predložio Labori (kmetovi), što mu je zvu čalo previše „književnički”, na šta mu je Josef promrsio „onda ih nazovi Robotima”, okrenuo se i nastavio pisati svoj novi komad, tako da smo od njegovog otresitog odgovora dobili rije č robot. Drugi pisac naučne fantastike, Amerikanac Isak Asimov (02.01.1920. – 06.04.1992. g.), 1939. godine prihvatio je pojam robot i dalje ga popularizirao u svojim pripovjetkama o robotima.

1

 Autor Robota brani sebe – Karel Čapek, Lidove noviny, 09.06.1935.g.

2

Riječ „robotika” prvi put se koristi u njegovoj kratkoj pri či „Runaround”, objavljenoj 1942. godine. Njegova zbirka pripovjedaka ovog tipa „Ja, Robot”, objavljena je 1950. g. Jedan od prvih robota o kojima je pisao bio je roboterapist. Moderni pandan Asimovom izmišljenom liku je Eliza. Njen otac, profesor Joseph Weizenbaum sa Massachusetts Institute of Technology (MIT), napisao je Elizu – kompjuterski program za prou čavanje  prirode jezika komunikacije izme đu čovjeka i mašine. U početku je programirana sa 240 linija koda, kako bi simulirala psihotarapeuta odgovarajući pitanjem na pitanje.

2.2. Tri zakona robotike Asimov je takođe predložio tri „zakona robotike”, kojima je kasnije dodao i „nulti zakon”: 1.  Nulti zakon – Robot ne smije ozlijediti čovječanstvo ili nedjelovanjem dozvoliti da se to dogodi. 2. Prvi zakon – Robot ne smije ozlijediti ljudsko biće ili nedjelovanjem dozvoliti da se to dogodi, osim kad je to u suprotnosti s višim zakonom. 3. Drugi zakon – Robot mora slijediti naredbe koje mu čovjek da, osim kad je to u suprotnosti s višim zakonom. 4. Treći zakon – Robot mora štititi svoju egzistenciju, osim kad je to u suprotnosti s višim zakonom.

2.3. Istorija robota Jedan od prvih „robota” bio clepsydra (vodeni sat), kojeg napravio Ctesibius Aleksandrije, gr čki fizičar inovator 250. godine p.n.e.

je je iz i

Slika 1. Clepsydra

U srednjem vijeku nailazimo na ideje i izvedbe mehani čkih auotomata kod da Vinci-a. Preteče današnjih robota javljaju se i 1890.-ih (teleoptički ili daljinski vođene naprave), kao što  je Teslino bežično kontrolisano vozilo. Iako je poznat kao izumitelj indukcionog motora, prenošenja struje na daljinu, i  brojnih drugih električnih naprava, Tesla je predvidio pametne mehanizme koji su sposobni kao i ljudi.

3

U istraživačkoj zajednici, vjerovatno prvi automati su Grey Walter-ova mašina (1940.-ih) i John Hopkins-ova zvijer. Slika 1. Grey Walter-ova kornja č a

2.3.1. Prvi pravi robot  Nakon tehnološke eksplozije u SAD-u tokom Drugog svjetskog rata, dogodio se istorijski susret George-a C. Devol-a, koji je u to vrijeme bio veoma uspješan inovator i poduzetnik, i inžinjera Joseph-a F. Engelberg-a, koji su tokom koktela diskutovali o tekstovima Isaac-a Asimov-a. Zajedno su napravili ozbiljan i komercionalno uspješan poduhvat razvoja prvog,  pravog, radnog robota. Uspjeli su uvjeriti Norman-a Schafler-a iz Codec Corporation iz Danbury-a da imaju osnovu ekonomskog uspjeha. Engelberg je pokrenuo proizvodnju u kompaniji „Unimation”, koja  je predstavljala univerzalnu automatizaciju, čime je formirana prva komercijalna kompanija za proizvodnju robota. Devol je razvio  potrebne patente. Nadimak njihovog prvog robota bio je „Unimate” (slika 1.). Kao rezultat toga, Engelberg je prozvan „ocem robotike”. Slika 2. „Unimate” robot 

Prvi Unimate-i korišteni su u postrojenjima General Motors-a za izvlačenje zagašenih dijelova iz mašine za zagašivanje, te za izvođenje tačkastog zavarivanja na karoseriji automobila, što su  bili naročito mrski poslovi za čovjeka. Obe primjene su bile ekonomski uspješne, roboti su radili pouzdano i štedili su novac zamjenjujući ljude. Uvođenje robota u industriji izazvalo je njihovo korišenje i u drugim razli čitim situacijama, kao što su  punjenje i praženje alatnih mašina. Konačno, Westinghouse otkupio je Unimation, čime je san poduzetnika o bogatstvu  postignut. I danas Unimation se bavi proizvodnjom robota. Ideja robota je napuhana do nebesa i postala je glavna tema rasprava u salama za sastanke. Predsjednici velikih korporacija Slika 3. Shakey kupovali su ih, za oko 100000 $ po komadu, samo da ih postave u labaratorije da „vide šta mogu uraditi”; ustvari ovakva prodaja činila je veliki dio tržišta robota. Neke kompanije su čak reducirale kriterij povratka na 4

investicije kako bi ohrabrili korištenje robota u proizvodnji. SRI-ov Shakey (Stanford Research Institute)2  (slika 3.) je prvi mobilni robot koji je mogao nezavisno misliti i djelovati u zatvorenom prostoru kasnih 1960.-ih, dok je Moravec-ov Standford Cart bio  prvi pokušaj u vanjskom okruženju krajem 1970.-ih. Od tog vremena raste broj pokušaja u  područ ju samoupravljanih vozila koja krstare po autoputu i navođena po prirodnim terenima u komercijalne svrhe.

2.3.2. Moderni industrijski roboti Slika „elektronskog mozga” kao glavnog dijela robota se širila. Kompjuterski stru čnjaci  postavljeni su odjele robotike kako kupaca, tako i proizvo đača robota. Mnogi od ovih ljudi znali su malo o mašineriji i proizvodnji, ali se krivo pretpostavljalo da znaju (opšta je zabluda inžinjera elektrotehnike da su mehani čki fenomeni jednostavni jer su vidljivi. Različite vrste trenja, efekti hrapavosti, minimalni i preveliki pritisci, nelinearnosti, odstupanja na radnim dijelovima, prilago đavanje nepovoljnim okruženjima i neprijateljstvo ljudi prema novinama, itd., su kao u Poe-ovoj pri či „Purloined Letter” ispred očiju, ali se ne vide). Tako đe su imali malo iskustva u industrijskim inžinjerskim sferama rukovanja materijalima, procesima proizvodnje, ekonomijom proizvodnje i  ponašanju ljudi u fabrikama. Kao rezultat toga su mnogi izvršeni eksperimenti u takvim labaratorijama za postizanje sposobnosti robota onako kako je oni vide, što veoma malo od onog što se od robota očekuje u fabrici. Velike investicije u područ je industrije robota dovele su do brzog rasta u ovom sektoru  privrede početkom i sredinom 80.-ih. Ova ulaganja omogu ćila su razvoja kontrole i jezika, unaprijeđenje mehanizama, osjetila i upravlja čkih sistema, što je rezultiralo uvo đenjem modernih industrijskih ruka u proces proizvodnje koje su imale pove ćane mogućnosti izvođenja zadataka. Brz skok u fabrike budućnosti okrenuo se u pad, kad su se integracija i ekonomska održivost ovih napora pokazale katastrofalnim. Industrija robota se tek nedavno povratila na nivoe prihoda iz sredine 80.-ih. U me đuvremenu nastalo je propadanje u industriji robota. U SAD-u, npr., jedino Adept kompanija ostala je u industriji robotskih ruka. Ostale su propale, sjedinile se, ili prodane evropskim i japanskim kompanijama. Potpuno funkcionalni androidi (roboti koji liče čovjeku) su još mnogo godina iza, jer  postoje mnogi problemi koje treba riješiti. Ipak danas postoje pravi sofisticirani roboti koji se koriste u revoluciji radnih mjesta. Ovi roboti ne nalikuju romanti čnom androidskom konceptu robota. Oni su industrijski manipulatori i stvarno su komjuterom kontrolisane „ruke”. Industrijski roboti se toliko razlikuju od idealne slike robota tako da je veoma lako uočiti tu razliku čak i za laika.

2

 http://www.sri.com/about

5

2.4. Tipovi robota Robotika će vjerovatno postati polje visoke tehnologije u 21. vijeku. Razvoji u poljima mikroprocesora, vida i umjetne inteligencije će biti iskorišteni za udovoljenje potreba svjetske konkurentne industrije. Robotska tehnologija nalazi primjenu i u drugim poljima, kao što je medicina i zdravstvo, svemirska istraživanja i transport. Danas se može govoriti o: industrijskim, mobilnim, obrazovnim robotima, robotima u  poljoprivredi, svemiru, robotima koji pomažu hendikepiranim, te humanoidni roboti.

2.4.1. Industrijski roboti Upotreba robota u industriji je široka. Prve upotrebe su bile u rukovanju materijalom, tačkastom zavarivanju, te bojenju. U po četku su korišteni za poslove gdje je vru će, teško i opasno kao što je zagašivanje, kovanje i ta čkasto zavarivanje.

2.4.1.1. Zavarivanje Vjerovatno najpoznatija upotreba robota je industrijsko zavarivanje. Ponovljivost, uniformni kvalitet i brzina robota pri zavarivanju su  bez premca. Dva su osnovna tipa zavarivanja, ta čkasto i lučno, u kojima se koriste roboti, kao, i u novije vrijeme, kod laserskog zavarivanja. Uspješne operacije podrazumjevaju i odre đene zahtjeve okoline. Slika 4. Robot u zavarivanju Slika 5. Zavariva č ki roboti u proizvodnji

Auto industrija je najve ći korisnik robota za tačkasto zavarivanje. Fabrike Chrysler Motor kompanije 1985. godine imale su populaciju od 900 robota, od kojih je 670 bilo za ta čkasto zavarivanje. Ukupan broj 1990. godine bio je oko 2350. Drugi veliki zavariva čki zadaci koje izvršavaju roboti je lučno zavarivanje (zavarivanje šavom). U ovom slu čaju dva susjedna dijela se spajaju stapanjem jednog u drugi, kreiraju ći na taj način šav.

2.4.1.2. Bojenje Još jedna popularna i efikasna upotreba robota je kod bojenja sprejanjem. Dosljednost i  ponovljivost robotskih pokreta omogućilo je skoro savršen kvalitet bez rasipanja boje. Upotreba u bojenju idealan je primjer primjene robota, pri kojoj olakšavaju operateru

6

opasan, i veoma zahtjevan posao, dok se u isto vrijeme pove ćava kvalitet rada,  jednoličnost, te smanjuju troškovi.

2.4.1.3. Operacije montaže Roboti pružaju pomoć čovjeku i kod  prirode zadataka motnaže pružajući  planiranja i dizajniranja. Dodatno,  ponovljvosti dozvolio je visok nivo tehnologija elektroničkoj montaži.

dosadne i ponovljive mogućnost pravilnog njihov visok stepen razvoja nekin novih Slika 6. Robot u montaži

2.4.1.4. Paletiziranje i rukovanje materijalom Paletiziranje je radnja utovaranja i istovaranja materijala na i sa paleta. Industrija novina naročito je bila teško pogo đena  porastom troškova radne snage. Dio rješenja ovog problema  bilo je korištenje robota kao što je Cincinnati Milacron robot, korišten za paletiziranje propagandnih materijala za novine. Slika 7. Paletiziranje

Mnoge kompanije u SAD-u i Kanadi bile su prisiljene zatvoriti svoja postrojenja za zagašivanje i injekciono oblikovanje, zbog čega su postali nekonkurentni stranim firmama. Uvođenjem robotike u ova područ ja omogućilo je održivost na tržištu. U poluprovodničkoj industriji čipova, brojni i različiti procesi zahtjevaju čista postrojenja za obavljanje radnih zadataka. To  podrazumjeva nepostojanje prljavštine, prašine, niti ulja u zraku. Kako robotine dišu, kišu, niti imaju perut, veoma su  pogodni za stroge zahtjeve okoline poluprovodničke industrije. Slika 8. Robot u poluprovodni č koj industriji

Osim gore navedenih, u upotrebi su i drugi tipovi industrijskih robota za složene operacije, labaratorijsku upotrebu, podvodno rezanje, te za radne ćelije.

2.4.1.5. Generacije industrijskih robota Kao i za većinu industrijskih proizvoda, i za robote je uvedena vremenska i funkcionalna  podjela na generacije, pa se govori o prvoj, drugoj i tre ćoj generaciji robota. Obilježje robotske generacije je složenost informati čkog sistema robota, tj., njegov funkcionalni sadržaj.

7

Prva generacija  (programirani roboti) obuhvata robote koji se i sada primjenjuju. Njih karakterizira čisto upravljanje. Prema slici 9. to je upravlja čki lanac upravljački uređaj –

 prigon – mehanizam ruke – prihvatnica, pa nema povratne informacije (slika 10a). Ti roboti su bez osjetila i s vrlo ograni čenom „inteligencijom”. Ustvari, od osobina inteligencije imaju samo pam ćenje (memoriju), u koje je pohranjen program. Uz ograničenu inteligenciju i osjete, znatno zaostaju u spretnosti i pokretljivosti u odnosu na čovjekovu ruku. Ipak, djelotvorno mogu obavljati samo niskokvalifikovani rad, pa i okolina mora biti visokoorganizovana. Postoji mogu ćnost da se ugradi i pokoji senzor, što  bitno ne mijenja svojstva robota prve generacije. Druga generacija  robota (senzitivni roboti) opremljena je nizom senzora (vizualni,

taktilni, sile), a mogu imati i sisteme za raspoznavanje. Roboti preko senzora dobivaju informacije o stanju okoline, a pomoću jednostavne logike ugrađene u računar takvi roboti imaju mogućnost reagovanja. U tim slu čajevima već  je riječ o regulaciji   s petljom  povratne veze (slika 10b). Uz pamćenje, ti roboti imaju mogućnost donošenja jednostavne logičke odluke: da ili ne. Na taj na čin se kontrolom sile mogu zaštiti ure đaji, smanjiti složenost organizacije okoline (slaganje, orjentacija predmeta), a kona čni cilj je da robot može predmete „vaditi iz kutije”. Sistem za mjerenje  položaja Povratne sile i momenti

Stanje kretanja prigona Upravljački

Računar

Prigoni

si nali

Prigonske

Kinematički sistem + prihvatnica

sile i momenti

Kretanje Okolina rihvatnice

Senzori Sistem za raspoznavanje

Slika 9. Funkcionalna blok-šema industrijskog robota

Robot

Okolina

b)

Računar (program)

Robot

Okolina

Računar

Senzori za raspoznavanje

a) Robot

Model okoline

Okolina

Slika 10. Generacije robota: a) prva generacija – upravljanje; b) druga generacija – regulacija; c) treća generacija – vo đ enje robota.

Sistem za raspoznavanje

c)

Računar

8

Treća generacia  robota (inteligentni roboti) opremljena je, osim sistemima za raspoznavanje, i računarima nove generacije. Prema slici 10c to je vo đenje multivarijabilnog procesa   s više ulaznih i izlaznih varijabli. Cijeli sistem ima svojstva

višeg stepena inteligencije, tj. donošenja odluka u determiniranim uslovima (analiza), učenje i odlučivanje u nedetrminiranim uslovima (sinteza). Za tu umjetnu inteligenciju je najbitnija mogućnost učenja (povezuje nova iskustva s postoje ćim znanjem). To se može  postići modelom vanjskog svijeta ugra đenim u memoriju računara. Upoređivanjem s dobivenim informacijama iz vanjskog svijeta, robot samostalno reaguje na vanjske  promjene, tj. donosi odluke bez programske upute. Određivanje generacije robota može se provesti i s druge ta čke gledišta. Neki tehnološki zadatak se po pravilu rješava u tri hijerahijska nivoa.  Na najvećem, strateškom nivou, postavlja se cilj, razrađuje idejno rješenje razbijanjem na rješenja djelimičnih problema; na taktičkom nivou djelomični problemi se algoritmiraju i donose odluke; na operativnom nivou se upravlja izvo đenjem tih algoritama. Kao i čovjek, robot preuzima operativni zadatak upravljanja osnovnim operacijama, a okolina je visokooranizovana (prva generacija). Na takti čkom nivou se donose odluke u složenim operacijama, a iz okoline se stalno dobivaju aktuelne informacije (druga generacija). Konačno, na najvećem, strateškom nivou određuju se ciljno usmjerene operacije; mora postojati složeni model okoline, prema kojem se donose odluke u smislu  postavljenog cilja (treća generacija). Budući da su shvatanja o tome šta je robot razli čita, i tu podjelu treba uzeti uslovno. Dogovorno se među robote mogu ubrojiti i uređaji s čvrsto spojenom automatikom (hardverski automati) koji samo uzimaju predmete i odlažu ih, a izvedeni su jednostavnom tehnikom male automatike. I grani čna područ ja su „siva”: da li i koliko senzora odre đuje  prvu ili drugu generaciju, koji stepen umjetne inteligencije određuje treću generaciju?

2.4.2. Mobilni roboti Robotska tehnologija našla je svoju prvu primjenu u nuklearnoj industriji razvojem teleoperatora za rukovanje radioaktivnim materijalom (Martin and Hamel, 1984. g.).  Nesreća u nuklearnoj elektrani Tree Mile Island u Pensilvaniji 1979. godine  potaknula je primjenu robota u nuklearnoj industriji (Moore, 1984.g.). Nakon nesreće, nekoliko robota i vozila na daljinsko upravljanje je korišteno u ovoj elektrani. Slika 11. Mobilni robot

 Neke nove konstrukcije koriste nadzemne šine umjesto konvencionalnih vozila, a neka su zapravo „hodajuće” mašine. Umjesto da su dio scenarija filma nau čne fantastike, oni će se možda prvi koristiti za istraživanje ili posjete podru č jima pogođena nuklearnim nesrećama.

9

2.4.3. Roboti u obrazovanju Postoje mnogi roboti koji se koriste u obrazovanju. Mnoge škole koriste industrijske robote za podučavanje robotskog programiranja, kontrole i dizajniranja radnih ćelija. Slika 12. robot u obrazovanju

 Neki slični industrijskim robotima različitih geometrija, i neki sli čni automatski vođenim vozilima označavaju se kao „lični roboti”. Roboti koji se koriste u obrazovanju odre đeni su  potrebama početnika.

2.4.4. Roboti u poljoprivredi Ideja da robot sadi kukuruz ili jaše je nau čna fantastika, ipak napravljena su ozbiljna istraživanja u pogledu korištenja robota u  poljoprivredi. Jedan od najuspješnijih projekata bio je razvoj robota za striženje ovaca u Australiji. Slika 13. Robot za striženje ovaca

Druge eksperimentalne primjene robota u poljoprivredi uklju čuju mašinu za komadanje svinjskog mesa (Clarke 1985. g.), presa đivanje (Hwag i Sisttle, 1985. g.), obrezivanje vinove loze u Francuskoj (Sevila 1985. g.), i kupljenje jabuka (D’Enson 1985. g.). Svi su ovi sistemi već pokazali svoj potencijal.

2.4.5. Roboti u svemiru Istraživanje svemira predstavlja poseban problem za robotiku. Okruženje je nepovoljno za ljudsko biće, koje zahtjeva skupu zaštitnu odje ću i okruženje sli čno Zemljinom. Mnogi inžinjeri astronomije su preporučivali da roboti, dakle ne čovjek, trebaju biti poslani u svemir. Veliki napredak je napravljen posljednjih godina slanjem robota na Mars. Roboti blizanci, Spirit i Oppertunity, za geološka istraživanja američke agencije za istraživanje svemira (NASA), lansirani su na Mars 10. juna odnosno 07.  jula 2003. godine, gdje su sletjeli 03. odnosno 25. januara ove godine. Slika 14. Rover

Ova misija je dio NASA-inog dugoro čnog programa istraživanja Marsa korištenjem robota. Primarni cilj misije je istraživanje sadržaja stijena i tla u nadi da će se naći dokazi o

10

 postojanju vode na crvenoj planeti. Roboti se ve ć kreću suprotnim stranama planete koji su izgleda u prošlosti sadržavali vodu u teku ćem stanju. Jedno od tih mjesta je Gusev krater, koji je vjerovatno u prošlosti bio jezero, i Meridiani Planum, gdje talozi minerala hematita ukazuju da je Mars imao vlažnu prošlost. Roveri već  šalju snimke površine, koje će naučnicima dati informacije potrebne za određivanje geoloških ciljeva koji sadržavaju dokaze o prošlosti Marsa. Nakon toga, će se odvesti na ta mjesta gdje će provesti naučna ispitivanja na licu mjesta.  Njihov radijus kretanja je od 40 metara do jednog kilometra dnevno. Svaki Rover je mehani čki ekvivalent geologa koji hoda površinom Marsa. Opremljen je kamerom, koja je  postavljena na 1.5 metar visine i može se okretati za 360 stepeni, čime se dobija stereoskopska slika terena veoma sli čna čovjekovoj predodžbi okoline. Ruka robota je u mogućnosti pokretanja, sli čno čovjekovoj sa laktom i ručnim zglobom, u koju može  postaviti instrument za direktno ispitivanje stijena i tla. U mehaničkoj šaci postavljena je mikroskopska kamera koja se koristi kao pove ćalo koje geolog drži u ruci. Tako đe je opremljen i čekićem za razbijanje kako bi se vidjela struktura unutrašnjosti stijena.

2.4.6. Roboti i hendikepirani Potencijalno korištenje robota u pomoći hendikepiranim kreće se od automatskih invalidskih kolica, koje voze osobu po bolnici i reaguju na glasovne komande, do robota koji hrane invalidne osobe. Najvažniji cilj ovog istraživanja je na činiti mašine koje izvrašavaju fizičke funkcije koje je osoba izgubila. Ljudi koji se bave razvojem ovih sistema susre ću se sa velikim ekonomskim ograničenjima. Ovo tržište je malo, i često hendikepirani nisu u stanju priuštiti ove veoma skupe naprave. Zato je mali poticaj od strane kapitalisti čke ekonomije prema ovakvom tipu istraživanja. Trenutno, većinu istraživanja finansira vlada ili volonteri.

2.4.7. Humanoidni roboti U mnogim filmovima nučne fantastike, humanoidni roboti imaju umjetnu inteligenciju, memoriju i senzorske programe. Iako većina robota nije napravljena u svrhu simuliranja čovjeka, danas u svijetu postoji nekoliko labaratorija koje razvijaju humanoide, dok neke simuliraju čovjeka u virtualnom okruženju. Ekspert neuralnih mreža Maureen Caudill u svojoj knjizi „In Our Own Image”napravila je listu minimalnih zahtjeva za izradu vješta čke osobe. Android mora biti u stanju da vidi i da interpretira ono što vidi. Prvi robot koji ispunjava ove visoke standarde bio je WABOT, razvijen u Japanu sredinom 80.-ih. Ovaj android, kojeg je razvio Ichiro Kato sa Waseda univerziteta, imao je

11

antropomorfološki oblik, čitao je notne linije, svirao instrumente sa tastaturom, pratio  pjevača i vodio jednostavnu konverzaciju.  Nekoliko godina kasnije Pacific Northwest labaratorija napravila je Manny-a, robotiziranu lutku koja replicira većinu ljudskih pokreta i simulira znojenje, disanje i tjelesnu temperaturu za potrebe ameri čke armije. Sarcos Entertainment nastavio je dalje sa izradom manje mehani čki sofisticirane verzije ovog robota za Disney i Universal Studio. Jonson Space Center razvija humanoida EVAR, terenski automni robot, glasom vo đen, sa vještačkom inteligencijom, koji može da doseže alate i objekte u pokretu. Tijelo je u obliku kutije sa ekstremitetima koji posjeduju okretne šake sa opti čkim senzorima. Jedna vrsta surogata humanoidnog robota ugra đena je u Terminatora. Električki napajan, ima grupu mišića i pridružene spojeve koji transformišu elektri čnu energiju u pokret. Senzori u prstima snabdijevaju kontrolni sistem informacijama. Ovaj tzv. surogat ima umjetnu inteligenciju i spoznajne mogu ćnosti koje zahtjeva paralelne arhitekture umjetne inteligencije koje je dizajnirala NASA. MIT-ova labaratorija za umjetnu inteligenciju takođe izrađuje humanoidnog robota nazvanog Cog, koji se izra đuje na hipotezi da humanoidna inteligencija zahtjeva interakciju humanoida sa svijetom. Ipak najveći napredak u izradi humanoidnih robota napravila je Honda. Honda je 1986. godine započela istraživački razvojni program na ovom polju. Ključ  razvoja robota uključivao je „inteligenciju” i „mobilnost”. Po čelo se sa osnovnim konceptom da bi robot „trebao koegzistirati i sarađivati sa ljudskim bićima, radeći stvari koje čovjek ne može, te  prihvatajući nove dimenzije u mobilnosti koje će konačno doprinijeti društvu”. Ovo su nove smjernice razvoja novog tipa robota koji bi se koristio u svakodnevnom životu, a ne samo kao robot za specijalne operacije. Gotovo čitava godina je potrošena samo na osnovno određivanje kakav bi trebao biti robot, kako bi se izradio koncept. Morao je biti u stanju kretati se kroz prostoriju sa namještajem, penjati se i silaziti niz stepenice, kako bi mogao biti dizajniran za ku ćnu upotrebu. U isto vrijeme, dizajnerski tim je odlučio da bi robot trebao koristiti dvije noge kako bi se mogao prilagoditi najve ćem broju terena, uključujući i veoma neravne i hrapave površine. Sa ovom idejom, inžinjeri Honde počeli su sa razvojem programa fokusirajući se na mobilnost zasnovanoj na robotu sa dvije noge, koja se podudara sa čovjekovom. Iz toga su  proizašli mnogi tehnički izazovi, među kojima je svakako najvažniji analiza kako čovjek koristi noge dog hoda. Kao rezultat ovih dugih i teških istraživanja je Asimo. Slika 15. Hondin Asimo 3

3

Smithsonian magazine, januar 2003.

12

2.5. Definicija robota i umjetne inteligencije Prema Robot Institute of America (1979. g.), robot je : „reprogramibilni, višefunkcionalni manipulator kostruisan za pomicanje materijala, dijelova, alata, ili sprcijalnih naprava  putem različitih programskih pokreta za izvođenje različitih zadataka4”. Možda je Webster-ova definicija obuhvatnija, a ona kaže da je robot: „automatska naprava koja izvodi funkcije, koje se normalno pripisuju čovjeku ili mašini u obliku čovjeka5”. Međutim, sa današnje ta čke gledišta, ove definicije su zastarjele, jer se svakodnevno dešavaju promjene koje za posljedicu imaju stalno poboljšanje performansi. Da bi se  pravilno definisao robot, kao elektronsko – mehanički sistem, prvo se mora upoznati njegov način rad, i osnove umjetne inteligencije, odnosno na čin na koji robot „razmišlja”.  Na najosnovnijem mehaničkom nivou, ljudsko bi će čini nekoliko glavnih komponenti: struktura tijela, mišićni sistem za pokretanje tjelesne strukture, senzorski sistem koji prima informacije o tijelu i okolini, izvor energije koji aktivira mišiće i senzore, moždani sistem koji procesira informacije dobivene od senzora i govori miši ćima šta da rade. • • • • •

Svakako, čovjek ima i neke „neshvatljive” osobine, kao što su inteligencija i moral, ali na čisto fizičkom nivou gornja lista sve pokriva. Robot čine veoma slični dijelovi. Tipični robot ima pokretnu fizičku strukturu, neku vrstu motora, senzorski sistem, izvor energije i kompjuterski „mozak” koji kontroliše sve ove elemente. U osnovi, roboti su čovjekova verzija životinjskog svijeta, mašine koje repliciraju ponašanje čovjeka i životinje. Velika većina robota imaju nekoliko zajedni čkih karakteristika. Prvo, skoro svi imaju  pokretno tijelo, neki imaju samo pogonske točkove, dok drugi imaju desetine pokretnih dijelova, obično od metala ili plastike. Kao i čovjekove kosti, pojedini dijelovi su spojeni različitim vrstama mehaničkih veza. Roboti pokreću točkove i glavne pokretačke dijelove pomoću aktuatora. Neki koriste elektromotore i solenoide kao aktuatore, dok drugi hidrauli čke ili pneumatske sisteme, ili njihovu kombinaciju. Za pokretanje aktuatora potrebna je energija. Ve ćina robota koristi  baterije ili su direktno uključeni na električnu mrežu. Roboti sa hidrauli čkim odnosno  pneumatskim sistemom trebaju hidrauličku pumpu za postizanje odgovaraju ćeg pritiska ulja, odnosno komresor za sabijanje zraka. Aktuatori su uklju čeni u električno kolo. Električna struja direktno pokre će elektromotore i solenoide, koji pokre ću hidraulički sistem pomoću elektroventila. Ventili određuju put ulja pod pritiskom kroz mašinu. Npr., za pokretanje hidraulične noge kontrolor robota treba otvoriti ventil koji vodi od uljne  pumpe do klipnog cilindra koji je postavljen na nozi. Ulje pod pritiskom pokre će klip, koji  pokreće nogu naprijed. Obično se koriste klipovi sa povratnim hodom, kako bi se dijelovi robota pokretali u dva pravca. Kompjuter robota (njegov mikroprocesor) kontroliše sve 4 5

 http://www.robotics.utexas.edu  isto

13

ono što se nalazi u ovom krugu. Kako bi se robot pokrenuo, kompjuter uklju čuje potrebne motore i ventile. Većina današnjih robota je reprogramibilna; tj., mogu će je promjeniti „ponašanje” robota jednostavnim pisanjem novog programa za njegov kompjuter. Mnogi roboti su opremljeni senzorima, me đutim ne svi. Samo neki od njih imaju mogućnost da vide, čuju, i da mirišu, a u novije vrijeme ima onih i sa razvijenim „ čulom” okusa. Najuobičajniji osjećaj koji roboti posjeduju je osje ćaj za kretanje, tj. njegova mogućnost da kontroliše svoje vlastite pokrete. Standardna konstrukcija robota koristi kotačiće sa urezima postavljenim na dijelovima robota. Svjetlosna dioda isijava snop svjetla koji prolazi kroz urez do svejtlosnog senzora s druge strane. Kada robot pokre će određeni dio, okreće se i njegov točkić. Okretanjem on lomi zralu svjetla. Senzor čita zakonitost pojavljivanja zrake i šalje podatke komjuteru. Isti ovakav sistem koristi se i kod kompjuerskog miša. Ovo su sastavni dijelovi robota i prikaz njegov uproštenog rada. Čovjek može kombinovati ove elemente na beskona čan broj načina kako bi stvorio robota neograničene složenosti.  Na osnovu prethodno navedenog koncepta rada robota, došao sam do zaklju čka da se robot može definisati na sljede ći način: robot je uređaj koji koristi reprogramibilni mozak (komjuter) za pokretanje svoga tijela . Po ovoj definiciji, robot se razlikuje od ostalih pokretnih mašina, kao što je npr. auto, zbog njegovog kompjuterskog mozga. Iako mnoga nova auta imaju ugra đen komjuter, njegova upotreba je ograničena. Većinu elemenata kontroliše čovjek preko brojnih mehaničkih uređaja. Roboti se razlikuju i od komjutera svojom fizi čkom prirodom, jer obični kompjuteri nemaju „fizičko tijelo”. Mogućnost stvaranja inteligentnih mašina zaokuplja pažnju čovječanstva još od anti čkog doba, i danas sa pedesogodišnjim iskustvom u podru č ju kompjuterske nauke, san o  pametnim mašinama postaje stvarnost. Naučnici stvaraju sisteme koji mogu oponašati ljudsko razmišljanje, razumjeti govor, pobjediti ljudskog šahistu, i bezbroj drugih pothvata koji nisu bili prije mogući. Područ je kompjuterske nauke i robotike koje se bavi stvaranjem mašina koje mogu „misliti” je umjetna inteligencija (AI), i danas je uvjerljivo najinteresantnija naučna disciplina. Kao i termin „robot”, i umjetnu inteligenciju je teško definisati. Osnova umjetne inteligencije bi trebala biti stvaranje ljudskog procesa mišljenja – mašina sa intelektualnim sposobnostima čovjeka, što uključuje vještinu učenja, sposobnost zaklju čivanja, korištenja  jezika i sposobnost formulisanja sopstvenih ideja. Robotika je danas blizu postizanja ovih ciljeva, ali potrebni su još veliki napori na pojedinim poljima. Današnje mašine sa umjetnom inteligencijom mogu replicirati samo neke specifične intelektualne sposobnosti. U biti, rješavanje problema pomo ću umjetne inteligencije je veoma jednostavno, ali je izvođenje veoma komplikovano. Prvo, robot odnosno njegov elektronski mozak (kompjuter) prikuplja činjenice o određenoj situaciji putem senzora ili čovjekovog unosa  podataka. Komjuter upoređuje ove informacije sa skladištenim podacima i odlu čuje šta dobivena informacija znači, te razmatra različite moguće akcije i predvi đa koja bi akcija  bila najuspješnija s obzirom na prikupljene informacije. Naravno, kompjuter može riješiti samo zadatke za koje je programiran, jer nema nikakvu opštu sposobnost analize. Svakako da elektronski mozak robota ne može absorbovati i skladištiti informacije kako to čovjekov 14

mozak može. Roboti često „uče” oponašajući ljudske akcije. Npr., u Japanu nau čnici su naučili robota da pleše tako što mu prvo oni pokažu pokrete. Postoje i roboti koji djeluju „društveno”. Kismet, robot kojeg je razvio MIT, prepoznaje ljudski govor i modulaciju glasa, i primjereno odgovora. Tvorci Kismeta bave se  proučavanjem interakcije između ljudi i beba, zasnovanog samo na tonu glasa i migovima. Ova interakcija niskog nivoa mogla bi biti temelj sistema ljudskog u čenja. Kismet i njemu slični humanoidni roboti koriste nekonvencionalni sistem kontrole. Umjesto usmjeravanja svake aktivnosti koriste ći centralni kompjuter, roboti kontrolišu akcije nižeg nivoa kompjuterima nižeg nivoa, što je ta čniji model ljudskog mozga. Ve ćinu stvari čovjek radi automatski, tj., ne donosimo odluku o njihovom izvo đenju na najvećem nivou svijesti. Pravi izazov umjetne inteligencije je razumjevanje kako prirodna inteligencija „radi”. Razvijanje umjetne inteligencije nije pravljenje umjetnog srca, jer nau čnici nemaju  jednostavan i konkretan model od kojeg bi počeli. Ono što znamo je da se mozak sastoji od milijardi neurona, da razmišljamo i učimo uspostavljajući električnu vezu među različitim neuronima, ali tačno ne znamo kako se sve ove veze pretvaraju u zaklju čivanje višeg nivoa, čak i kod veoma jednostavnih operacija. Kompleksna „ljudska elektronika” nije još u potpunosti razumljiva. Zato su istraživanja na polju umjetne inteligencije više teoretska.  Naučnici postavljaju hipoteze kako čovjek misli i uči, i razvijaju svoje ideje koristeći robote. Lakše je za ljude da stupaju u interakciju s robotom, čime potencijalo postaje lakše robotu da uči. Istraživanja na polju umjetne inteligencije su korisna za shvatanje djelovanja prirodne inteligencije. To i jeste temeljni cilj kreiranja robota, stvaranje inteligentnih mašina koje će osloboditi čovjeka fizičkog rada, te mu olakšati život. Inteligencija sama po sebi jeste uspješno postizanje postavljenih ciljeva i na čin pomoću kojeg se došlo do ostvarenja cilja. Uzimajući ovo u obzir, AI ne simulira uvijek ljudsku inteligenciju, ve ć  uključuje  proučavanje problema koje inteligencija treba riješiti.  Normalna ljudska bića imaju iste intelektualne mehanizme, a razlike su povezane sa kvantitetom biohemijskih i psiholoških uslova, što sa informati čkog stajališta predstavlju razlike u brzini, kratkoročnoj memoriji i mogućnošću formiranja tačnih i dugoročnih memorija koje se mogu nadograditi. Kod umjetne inteligencije slučaj je obrnut. Komjuterski programi imaju dovoljnu brzinu i dovoljno memorije, ali njihove mogu ćnosti zavise od programerovog poznavanja odgovarajućih intelektualnih mehanizmima koje je ugradio u programe. Kad god ljudi urade neki zadatak bolje od kompjutera, ili kompjuteri koriste više kalkulacija da izvrše isti zadatak kao i ljudi, to pokazuje da programeru nedostaje razumjevanja o intelektualnim mehanizmima potrebnim za uspješno rješenje zadatka. Cilj umjetne inteligencije je dostizanje ljudske inteligencije. Krajnji cilj je napraviti kompjuterske programe koji mogu riješiti probleme i postići iste rezultate kao i čovjek. Umjetna inteligencija je multidisciplinarna naučna oblast usko povezana sa neurološkim naukama, psihologijom, matematičkom logikom i inženjerstvom. Posmatrana isklju čivo sa informatičkog aspekta ona je dio kompjuterske nauke koji pokriva algoritme, baze podataka i teoretski dio kompjuterske nauke. Zato, umjetnu inteligenciju mogu definisati kao dio kompjuterske nauke koji proučava računarske zahtjeve za zadatke kao što su percepcija, razumjevanje i učenje, i razvija sisteme za izvo đenje tih zadataka.

15

3. Moore-ov zakon Moore-ov zakon kaže da mo ć CPU-a se udvostru čava otprilike svakih 18 do 24 mjeseci. Istorija veoma lako dokazuje Moore-ov zakon. Npr., ako se samo posmatra razvoj Intelovog čip seta od 1971. godine: 1971., Intel je izbacio mikroprocesor 4004. Bio je to 4-bitni čip koji je radio na 108 kHz. Imao je oko 2300 tranzistora. Sa današnje ta čke gledišta, veoma je  jednostavan, ali je bio dovoljno jak da pokre će jedan od prvih elektronskih računara. 1981., IBM je izbacio prvi IBM PC, koji je zasnovan na Intelovom 8088 procesoru, koji je radio na 4.7 MHz (43 puta brži od 4004 procesora) i imao je skoro 30000 tranzistora (10 puta više). 1993., Intel je izbacio prvi Pentium procesor, koji je radio na 60 MHz (13 puta brži od 8088) i imao preko 3 miliona tranzistora (10 puta više). 2000., se pojavio Pentium 4 brzine 1.5 GHz (25 puta brži nego Pentium) i imao je 42 miliona tranzistora (13 puta više). •

•

•

•

Lako je uočiti da postoje dva trenda koji se me đusobno isprepliću kako bi se pove ćala moć čipova. Prvi je pove ćanje njihove brzine (posljedica dvostrukog pove ćanja brzine je dvostruko povećanje broja operacija koje mogu biti izvršene u sekundi), a drugi je  povećanje broja tranzistora po čipu (više tranzistora – veše obavljenih zadataka u jednom ciklusu). Npr., sa 8088 procesorom potrebno je oko 80 ciklusa da se izmnože dva 16-bitna cijela broja, dok danas se mogu izmnožiti dva 32-bitna broja sa plutaju ćom tačkom u svakom ciklusu. Neki današnji čipovi omogućavaju čak izvršavanje više od jedne operacije između brojeva sa plutaju ćom tačkom u toku jednog ciklusa. Ako se Moore-ov zakon shvati bukvalno, o čekivati je onda uvećanje procesorske moći 1000 puta svakih 15 do 20 godina. Izme đu 1981. – 2001. godine, to je doslovno bio takav slučaj. Brzina se, tokom tog razdoblja, pove ćala 300 puta, dok se broj tranzistora u čipu uvećavao 1400 puta. Procesor iz 2002. godine je 10000 puta brži od onog iz 1982. Ovakav trend traje već decenijama, i ne postoje nikakve indikacije da će se usporiti. Nau čnici i inžinjeri, razvijajući nove tehnologije, uvijek dosežu granice koje ugrožavaju Moore-ov zakon. Isto se dogodilo i sa RAM memorijom, te kapacitetom hard diska. 10 MB disk koštao je oko 1000 $ 1982., dok danas 250 GB disk košta 350$ ili čak manje, što znači da je današnji disk 25000 puta ve ćeg kapaciteta i košta trećinu cijene onog iz 1982., naravno, zbog Moore-ovog zakona. U istom periodu standardni RAM za ku ćna računala povećao se sa 64 kB na 256 MB, što je pove ćanje od 4000 puta. Jednostavnom ekstrapolacijom dolazi se do činjenice da se svakih 20 godina stvari  poboljšavaju 1000 ili 10000 puta, pa će prema toj teoriji, PC 2020. godine pokretati  procesor koji izvršava 10 triliona operacija u sekundi, ima RAM od jednog terabajta i disk od 1 – 2 petabajta kapaciteta (petabajt = kvadrilion bajta). Ovakva mašina je skoro

16

nepojmljiva – danas postoje samo dvije ili tri ovakve mašine na planeti (npr., mostruozni  NEC Earth Simulator sa 5000 procesora koji rade zajedno). 2020. godine svako dijete će igrati video igre na mašini koja ima ove karakteristike, a košta 500 $, sve zbog Moore-vog zakona. Šta će onda biti 2040.? Tipi čno kućno računalo će biti 1000 puta brže nego ono iz 2020. Ljudski mozak može procesirati oko jednog kvadriliona operacija u sekundi. Dakle, prema Moore-ovom zakonu, računar iz 2040. mogao bi imati mo ć procesiranja ljudskog mozga i koštao bi oko 1000 $, sa petabajtom RAM-a i exabajtom disk prostora (exabajt = 1000 kvadriliona bajta).

Procesor Kapacitet diska RAM

1981. 330000 op/s 10 MB 64 kB

2001. 2021. 1 milijarda op/s 10 triliona op/s 250 GB 1 petabajt 256 MB 1 terabajt

2041. 10 kvadriliona op/s 1 exabajt 1 petabajt

Tabela 1. izmeđ u 1981. – 2002. mo ć procesora, kapacitet diska i RAM tipi č nog desktop komjutera dramatič no se povećao zbog Moore-ovog zakona. Ekstrapolacija za 2021. i 2041. pokazuje  zapanjujući rast komjuterske moći. Naglasak je da će moć  jeftinijh kompjutera dose ći moć ljudskog mozga u narednih nekoliko decenija.

Kompjuterska moć kućnog računara oko 2050. godine bi će stvarno zapanjujuća. Imaće  procesor i memorijski kapacitet koji prevazilaze ljudski mozak. Šta će onda biti 2100., računar sa snagom od milion ljudskih mozgova? Nemogu će je i zamisliti, ali ne i nevjerovatno. Ljudi već optimistično pričaju o stvaranju tima humanoidnih robota fudbalera koji će biti u stanju pobjediti najbolje ljudske fudbalere. Ti bi roboti tr čali i šutali loptu kao ljudski fudbaleri zvijezde ili čak bolje, ali koji se nikad ne povrijede i nisu umorni. Poenta je veoma jednostavna, oko 2050. o čekuje se kućno računalo od 1000 $ sa kompjuterskom moći i memorijom ljudskog mozga. Ono što im nedostaje danas je svakako moć ljudskog mozga, ali već od 2030. imaćemo toliko „silikonskih mozgova” da ne ćemo znati šta ćemo s njima. Trenutno je jedno od klju čnih ograničenja ekspanzije robota procesiranje slike tj., sposobnost robota da gleda prizor kao čovjek i da detektuje sve objekte. Bez opštih, fleksibilnih algoritama vida, veoma je teško za robota da uradi mnogo. Npr., teško je za slijepog robota da očisti toalet ili da vozi auto. Dio problema je nerazvijena mo ć CPU-a, ali  problem će biti riješen u narednih 20 – 30 godina, naravno, zbog Moore-ovog zakona. Drugi dio je softverski problem. Još nemamo dovoljno dobre algoritme. Procjene su da će do značajnog napretka doći u narednih 20 godina. Ako se zamisle promjene kad jednom osnovna istraživanja dosegnu algoritme koje trebamo, iznenada će robotima biti lako hodati okolo i manipulisati stvarima u bilo kojem ljudskom okruženju: robotizirana auta i kamioni su o čita primjena ovakvih sistema. Ljudski nemar uzrok  je većine saobraćajnih nesreća. Sa robotima vozačima, broj nesreća će značajno opasti i eliminisaće se jedan od vode ćih uzroka smrtnosti u svijetu. •

17

•

• • •

•

Roboti sa sistemima vida će moći čistiti u svakom hotelu, prodavnici, aerodromu i restoranu. Roboti sa vidom mogu zidati cigle, postavljati crijep i farbati po cijeli dan i no ć. Roboti sa vidom mogu lako puniti police u trgovinama. Armija robota sa noćnim vidom će biti u stanju pružiti uslugu obezbje đenja i osiguravanja 24 sata na dan. Itd.

Samo jedno područ je istraživanja – komjuterski vid – će imati golem uticaj, naravno, kad  jednom dosegne ciljeve opštih, fleksibilnih algoritama procesiranja slike. Ovo je analogno razvoju aviona. Ništa se nije dogodilo u polju avijacije dok bra ća Wright nisu napravila važan napredak prvim uzlijetanjem aviona. Nakon samo 44 godine bili su mogu ći supersonični letovi. Kad jednom roboti budu imali fleksibilan i ta čan vidni sistem, tempo  promjena će postati nevjerovatno brz i nezaustavljiv. Razvoj industrija robota je veoma sli čan razvoju industrije računara u prethodnih 20 – 30 godina. Mogućnosti robota brzo rastu, isto što se dogodilo i sa ra čunarima. 1.5 kg težak čovjekov mozak može obraditi oko 100 triliona instrukcija u sekundi što je tri puta više nego najmoćniji računar na svijetu Earth Simulator. Prema Moore-vom zakonu  performanse procesiranja mogu se poboljšati tako da dosegnu ta čku kad će mašina raditi skoro kao i čovjekov mozak. Ali nama još ne trebaju takvi roboti. Komercijalna i istraživačka iskustva su pokazala da procesna mo ć od 1000 MIPS-a (miliona instrukcija u sekundi) je dovoljno da vodi mobilne robote u nepoznatom okruženju, prilago đavajući ih stotinama hiljada poslova u industriji ili doma ćinstvima. U prilog činjenici da i u industriji robota vrijedi Moore-ov zakon jesu ekonomski i tehnički  pokazatelji za period 1990. – 2000., u kojem su cijene industrijskih robota naglo padale dok su se u isto vrijeme njihove osobine poboljšavale, gledano sa stajališta njihovih mehani čkih i elektronskih karakteristika: lista cijena jedne jedinice –43%  broj isporučenih jedinica +782%  broj varijanti koje mogu biti isporučene kupcima +400% ukupna nosivost +26% tačnost ponavljanja +61%  brzina 6 osa +39% maksimalni domet +36% srednje vrijeme između dva zastoja +137% RAM (MB) preko 400 puta  jačina procesora +117% maksimalan broj osa koji može biti kontrolisan +45%. • • • • • • • • • • •

Cijene, izražene u kontekstu ameri čkog dolara iz 1990., pale su sa indexa 100 na 57 u istom periodu, ne uzimaju ći u obzir da roboti stavljeni u upotrebu 2002. imaju mnogo  bolje performanse nego oni iz 1990. Kad se i uzmu u obzir i promjene u kvalitetu  procjenjuje se da bi indeks pao na 27. Drugim riječima, prosječan robot prodan 2002. imao  bi jednu četvrtinu vrijednosti robota 1990. istih karakteristika ako bi ikako bilo mogu će tada proizvesti takvog robota.

18

U isto vrijeme, npr., u SAD-u indeks zamjene radne snage robotima, porastao je sa 100 na 151, što za sobom povla či činjenicu da je relativna cijena robota u odnosu na radnu snagu u SAD-u pala sa indeksa 100 u 1990. na 24 u 2002., ne uzimaju ći u obzir golema  poboljšanja tokom ovog perioda, a ako se uzmu u obzir onda indeks iznosi 12. I ostale visoko razvijene zemlje imaju sli čne pokazatelje. Npr., u Njema čkoj, relativne cijene robota prema radnoj snazi su pale sa 100 u 1990. na 34 2002., odnosno na 17 ako se uzmu u razmatranje velika poboljšanja karakteristika robota. Pad ili stabilizacija cijena robota,  povećanje cijena radne snage i stalna poboljšanja u tehnologiji su glavne pokreta čke snage koje govore u prilog stalnoj masovnom ulaganju u robotizaciju industrijskih pogona. Čak i u zemljama u razvoju, kao što su Brazil, Meksiko i Kina, ulaganja u robote pokazuju značajan skok. Danas u svijetu preovladava strahovanje od gubitka radnih mijesta zbog uvo đenja robota u različite grane industrije. Međutim, ta konstatacija nema utemeljenu osnovu. Kad god tehnologija eliminiše jednu kategoriju poslova, ona istovremeno čini druge poslove  profitabilnijim. Tako je i u slučaju industrije robota koja stvara mnogo zanimljivija radna mjesta koja zaokupljaju čovjekovu pažnju, kao što su robotski tehni čari, inžinjeri, softverski programeri itd., čije radno mjesto nije povezano sa dosadnim radom na  proizvodnoj traci. Ako se samo pogleda podru č je Pittsburg-a (Pensilvanija – SAD), sa jednom od najvećih koncentracija robotske industrije u svijetu. Otkako je Westhouse zapo čeo razvoj robotskog  programa u Carnegie Mellon-u prije 25 godina, približno 30 robotskih preduzeća  pokrenulo je samo svoje trgovine u tom područ ju, a da se ne govori o broju novootvorenih  pogona industrije robota. Milenijima većina čovječanstva je radila na nabavci hrane. Kad je mehanizirana  poljoprivreda uništila većinu ovih poslova, ipak nismo propali. Šta više, moderna  poljoprivreda omogućila je čovječanstvu pokretanje industrijskih i informacijskih revolucija. Ljudski rad je naše najve će bogatstvo, stoga kad je tehnologija eliminirala  potrebu za njim u područ ju poljoprivrede, ekonomija je izvukla koristi, tako što je ljudski rad usmjeren u pravcu ostvarivanja drugih vidova bogatstva. Ako se naša ekonomija aproksimira tako da proizvodi samo dva proizvoda: X i Y. Svaki čovjek proizvodi jedan od ovih artikala i mijenja ga za drugi.  Neka npr., proizvod X košta 5 KM i prizvod Y 5 KM, onda je prava cijena prozvoda X  jedan prozvod Y. Stvarno, ključ oslobađanja straha od robota leži u činjenici da ne treba misliti o cijenama izraženim u novcu, ve ć u ovim relativnim izrazima. Sljedeća pretpostavka je da u našem jednostavnom X/Y svijetu roboti po čnu veliku  proizvodnju. Oni mogu jednostavno promijeniti relativne cijene X-a i Y-a. Eventualno, ako  proizvode samo proizvod X, onda će on postati jeftiniji i može se kupiti 1000 proizvoda X za samo jedan proizvod Y. U takvom svijetu jeftinih proizvoda X, ljudi mogu unosno  proizvoditi proizvod Y. S druge strane, roboti mogu proizvoditi velike količine proizvoda X i na taj način učiniti proizvod Y vrednijim od proizvoda X, podsti čući ljude da proizvode Y. U svakom slu čaju, za čovjeka uvijek mora biti profitabilno da pravi bar jedan od ovih  proizvoda.

19

Jedini slučaj u kojem ljudi ne bi željeli proizvoditi Y je ako bi se za njega moglo kupiti malo proizvoda X, tj. ako Y vrijedi ekstremno malo proizvoda X, onda bi X vrijedi puno Y-a. Drugim riječima, ljudi ne bi proizvodili Y jedino ako bi vrijedio relativno malo prema X-u. Ali kad X vrijedi mali dio Y-a, razmjena jednog Y-a donijela bi čovjeku mnogo  proizvoda X. Zato, manje profitabilni roboti omogućavaju čovjeku uspješnu proizvodnju  jednog proizvoda, tj. profitabilnije postaje za čovjeka proizvoditi Y proizvod. Isto kao i što dva čovjeka ne mogu biti manji jedan od drugog nego što jesu, tako i dva  proizvoda ne mogu biti jeftinija jedan od drugog. Zato, bez obzira šta roboti pravili u našem X/Y svijetu, za čovjeka će uvijek biti profitabilno proizvoditi najmanje jednu vrstu  proizvoda. Čak i kad bi roboti pravili velike količine oba proizvoda, oni bi i pored toga imali neke relativne cijene po kojima bi jedan proizvod bezuslovno imao najmanje vrijednost jednog proizvoda druge vrste. Ova logika vrijedi i u svijetu sa mnogo proizvoda. Uopšte, kad se proizvodi jedan  proizvod, onda se on koristi za razmjenu za druge proizvode. Ako roboti jeftino proizvode  jedan, onda oni ne čine jeftinijim samo taj proizvod, već  i njegovu proizvodnju. Ali  proizvodeći proizvod X jeftinijim, roboti obavezno čine proizvode Y i Z skupljim, jer će  proizvodnja proizvoda Y i Z omogućiti ljudima kupovinu veće količine proizvoda X. Stoga, kad se razmatraju relativne cijene vidi se da roboti ne mogu uništiti druge poslove. Dakle, kad god tehnologija eliminiše jednu kategoriju poslova, ona istovremeno čini druge  poslove profitabilnijim. U svakom slučaju, osnove za strah nema. Jedino što treba uraditi jeste uskladiti današnju ekonomiju prema zahtjevima tržišta i kupaca, a to svakako vodi smanjenju cijena gotovih  proizvoda robotizacijom postojećih proizvodnih pogona, te razvoj novih djelatnosti, prije svega u robotskoj industriji.

20

4. Usponi i padovi Većina naučnika vjeruje da ćemo konačno stvoriti ljudsko biće od plastike, kablova i silikona, ali dok jedni tvrde da je to bliska budu ćnost, drugi tvrde da je put još dug i trnovit. Danas su u fazi razvoja upotrebe robota kao beba za obuku majki, za ku ćno čišćenje,  podršku starim osoboma, za pomoć u katastrofama, kao osoblje u restoranima brze hrane, roboti kao medicinske sestre, protivnici u igrama na tabli (šah, tavla itd.), za obezbje đenje i 6 čišćenje prozora. Prema izvještaju analiti čkog časopisa Future Horizonts , predviđa se  porast ukupnih prihoda od robota sa 4.4 milijardi dolara u 2003.godini, na 59.3 milijarde 2010. godine. Uprkos tome, male su šanse da će naše domove nastaniti humanoidni roboti u bliskoj  budućnosti. Trenutno većina takvih robota ima veoma malu prakti čnu vrijednost. Glavne kućne upotrebe robota su usisiva či i kosilice za travu. Prodaja 2003. godine dosegla je 39000, a procjenjuje se da će dostići 20 miliona do 2008. godine. Ako se razmišlja o najsloženijem i najsofisticiranijem robotu koji danas djeluje, onda su to svakako dva rovera, Spirit i Oppertunity, koji se trenutno vozaju po površini crvene  planete. Oni imaju prilično veliku autonomiju, i došli su do velikih otkrića, ali oni imaju stvarna ograničenja. Izrada i lansiranje ova dva mala rovera – veli čine kolica u supermarketu – koštaju više od 600 miliona dolara, a još nisu otkrili dokaze o postojanju vode na Marsu u prošlosti. Osim toga to je veoma spor posao. Kada Spirit ili Oppertunity dođu do stijene ili velikog kamena, robot mora stati i pažljivo  pregledati, sporo se kotrljajući okolo, i onda tek nastavlja dalje. Komjuterski umjetni mozak svakog rovera procjenjuje razdaljinu koju prelazi broje ći okretaje točkova. Ali oni često proklizaju u pijesku Marsa, i roboti ustvari prelaze kra ća rastojanja od programiranih. Sad ih kontrolori nastoje reprogramirati da koriste vizuelnu orjentaciju. Spirit-u i Opportunity-u treba čitav dan da urade ono što čovjek može za 45 sekundi. Stvarno, treba im 6 mjeseci da pokriju teren koji je pokrivao mjesečev rover kojeg su vozili astronauti Apollo-a na istraživanju Mjeseca. Problem je što robot može pokriti 60% određenih aspekata ljudskog ponašanja relativno lako, ali da dosegne 70% treba dvostruko više po četnog napora i troškova. Zatim je  potreban isti takav napor da se dosegne 75%, pa onda 80%. Svako naredno pove ćanje od 1% zahtjeva istu količinu napora potrebnog za dostizanje 60%. Primjer ovoj tvrdnji je svakako područ je razvoja vozila bez posade. 6

 http://electronics.howstuffworks.com

21

Današnji veliki ljudski gubici koje međunarodne snage trpe u podru č jima zahvaćena ratnim dejstvima, nagnali su za rješavanjem ovog problema. Ameri čki Konkres poverio je Ministarstvu odbrane zadatak smanjenja kopnenih snaga za jednu tre ćinu do 2015. godine kako bi se zaštitilo vojno osoblje. Agencija za napredna istraživanja 7 (DARPA) zajedno sa Agencijom za istraživanje Ministarstva odbrane, organizirali su trku u martu ove godine kako bi podstaknuli razvoj vozila bez ljudske posade. Za nagradu od milion dolara bilo je  potrebno preći 154 milje pustinje od Barstow-a u Kaliforniji do Las Vegasa u Nevadi za 10 sati.  Na konkurs se prijavilo 106 timova, dok ih je za trku startalo samo njih 13. O čekivano, ni  jedno vozilo nije završilo trku. Najduži prevaljeni put bio je 7,4 milje. Posljednje vozilo upalo u jarak i zapalilo se. Izgleda da je pred naukom o robotima-vozilima još dug i bolan  put. Međutim, tu nije kraj ljudskim nastojanjima. Već je otvoren konkurs za narednu godinu, ali  je nagrada povećana na 2 miliona dolara.

Slika 16. CajunBot – vozilo

Ono što je važno istaći jesu troškovi izrade  jednog takvog vozila. Npr., vozilo CajunBot; na razvoju njegovog „mozga” radi tim volontera profesora i studenata na Univerziteta Lafayette iz Luizijanje, te profesionalci iz šire zajednice. Ovo je 6-točkaš, amfibija za sve vrste terena, a pokreće ga dvocilindrični motor od 25 konjskih snaga, čiji je rezervoar kapaciteta 35 galona, maksimalne brzine nešto više od 30 milja na sat, ukupne mase od oko 600 kg. Ovim vozilom upravljaju dva AMD  procesora sa distributivnim memorijskim sistemom i nekoliko mikrokontrolera.

Električno napajanje omogu ćuje 2kW generator. Opremljeno je sa dva laserska sistema za skeniranje, tri Dopler-ova radara i sonarom za otkrivanje prepreka. C-Nav diferencijalni GPS i Oxford navigacijski senzor pribavljaju ta čne informacije o položaju. Obi čni softver kojeg je razvio ovaj tim vrši sve od detekcije objekta do planiranja putanje i softver umjetne inteligencije kojeg je razvio Univerzitet, omogu ćavaju vozilu izbor najkraće  putanje dok zaobilazi prepreke. Troškovi mehaničkog dijela iznose 15000 $, elektronike 90000 $, te 70000 $ ostala oprema, što ukupno iznosi 175000 $ ne uklju čujući hiljade sati programiranja. Dakle, troškovi izrade prototipa ovakvog vozila su manji od 10% ponu đene nagrade. Trud se u svakom slučaju isplati. Velika ulaganja u robotiku su u najmanju ruku rezultat stalnih poboljšanja osobina i  padajuće cijene procesora, senzora i navigacijskih sofvera i drugih tehnologija potrebnih za izradu robota. Postoje softveri koji omogućavaju mobilnim uređajima da kreiraju 3D mapu hodnika ili sobe samo nakon jednog prolaska. Sistemi za globalno navo đenje, mogu

7

 http://www.darpa.mil/

22

odrediti položaj bilo kojeg objekta na Zemlji unutar 10 cm, te stalno se nastavlja  poboljšanje osobina procesora koji upravljaju pokretima robota. Dijelovi postaju mnogo jeftiniji. Iako su u prošlosti nau čnici morali sami razvijati dijelove robota, današnje poslovanje sve više privla či jeftine dobavljače i firme za razvoj softvera kao što su Intel, Microsoft i Taxas Instruments, te veliki broj manjih firmi kao i pokretanje novih firmi u tim granama industrije. Isto tako se i mehani čki dijelovi rade u kooperaciji sa mašinskom industrijom kako bi se smanjili proizvodni troškovi. Npr., Roomba (robot usisivač) nastao je kao rezultat razvoja robota veš mašine u firmi iRobot, koja je pola godine radila besplatno za Hasbro kako bi stekla iskustvo jeftine proizvodnje u industriji igračaka. Slika 17. Roomba

Kao što su važne osobine i cijene, sa stanovišta prodaje, važno je i zadovoljenje potreba kupca. Ljudi koji se bave razvojem robota prilagodili su svoje proizvode prakti čnim zahtjevima kupaca, prije nego korištenje mašina kao prikaz tehnoloških mogu ćnosti  preduzeća ili kao sprave za zabavu. PackBot firme iRobot je razvijan na taj na čin. To je 20 kg težak robot razvijen za izviđačke misije, pomoć  ranjenim vojnicima, traženje bojnih otrova i dostave opreme, sve to preko nepristupačnog terena. Prilikom operacija u Afganistanu jedan je čak pao sa visine od 8 metara, ispravio se i nastavio dalje. Njime upravlja 800 MHz Linux-ova mašina. PackBot-i nisu jeftini; koštaju 50 do 100 hiljada dolara po komadu, ali njihov glavni Slika 18. PackBot  kupac, Vlada SAD-a, je zadovoljna. Osim što su razmješteni po Iraku i Afganistanu, Armija je dala 25 miliona dolara iRobotu za dalji razvoj samonavode ćih bornih kola. Još jedan nedavni uspjeh je Predator, bezpilotna letjelica korištena za napade na al-Qaidu u Jemenu i drugim lokacijama. Odjel za nacionalnu sigurnost očekuje da će u nekoliko narednih godina izdati nekoliko velikih grantova za ovakve projekte. Na polju robotike ne postoje granice za sticanje ekonomske koristi jedini zahtjev za poduzetničke firme je kupcima orjentisan pristup. Roboti još nisu snaga u globalnoj ekonomiji. U Sjevernoj Americi npr., godišnja  proizvodnja robota iznosi oko jedne milijarde dolara, dok svjetska iznosi oko 5 milijardi. Glavnina prihoda potiče od uređaja ograničene funkcionalnosti koji se koriste za pakovanje ili na proizvodnim linijama, ali raznovrsni roboti ulaze na tržište posljenjih nekoliko godina. Npr., precizna robotska ruka za doktore, sistem koji košta nešto više od milion dolara, može bušiti kost ili praviti rezove. Na taj na čin napravljen je veliki korak u hirurgiji  jer mašina može veoma precizno kontrolisati svoje pokrete i imati 3D predodžbu putem grafičkih izraza, što čini brži, manje bolan i jeftiniji oporavak. Danas se 192 ovakva sistema koriste u bolnicama širom SAD-a. Sli čna je situacija i na tržištu mobilnih robota i robota za specifična polja poslovanja. (npr. roboti za rad pod vodom). O čekuje se rast na 5.4 milijardi dolara do kraja ove godine, te na taj na čin postati veće i od tržišta industrijskih robota. Pretpostavlja se da će ovo tržište dosegnuti 17 milijardi do 2010. godine.

23

5. Ekonomski pokazatelji Svjetska prodaja industrijskih robota višestruke namjene postigla je vrhunac 1990., kad je dostigla brojku od 80000 jedinica, praćena padom tokom 1991.-1993., na 53000 jedinica 1993. Nakon toga slijedi snažan oporavak, koji je kulminirao 1997., kad je postignut nivo od 82000 jedinica. Ipak, 1998. dolazi do pada od 15% na samo 69000 jedinica. Tržište se naglo oporavilo 1999., kad je prodano skoro 80000 jedinica što predstavlja pove ćanje od 15% u odnosu na 1998. 2000. dolazi do ubrzanog rasta od 24% kad je prodaja dosegla broj od 99000 prodanih jedinica. 2001.i 2002. dolazi do pada za 21% odnosno 12% dostižu ći 68600 jedinica.  Nakon dvije godine stagnacije prodaje, u Japanu dolazi do naglog oporavka u 2000. Prodaja svih tipova industrijskih robota bila je ve ća 32% u odnosu na 1999., dostižu ći skoro 47000. Ipak, 2001. i 2002. prodaja u Japanu je pala skoro 11% na oko 25400  jedinica. Od 1995. do 2000. tržište robota u SAD-u doživljava nagli razvoj svake druge godine, sa laganim padom u godinama izme đu. 1995. 1997. i 1999. prodaja je pove ćana 32%, 28%, odnosno 37%. S druge strane, 1996. i 1998. prodaja je pala 5% odnosno 13%, dok je 2000.  porasla svega 1%. Ipak, te godine, prodaja industrijskih robota dostigla je najve ći zabilježeni broj do tada od 13000 jedinica. 2001. prodaja je pala skoro 17% na 10800,  praćena padom i 2002. od 8% na nešto ispod 10000 jedinica. Uprkos tome, tržište robota je prošlo mnogo bolje nego tržišta drugih sli čnih proizvoda.  Npr., tržište alatnih mašina u SAD-u 2002. pretrpjelo je pad od 36%, dakle više od tri puta u odnosu na robote. Isti je trend u Japanu i Njema čkoj, gdje je pad iznosio 32% odnosno 20%, u odnosu na pad od 11% odnosno 7% na tržištu robota. U EU prodaja industrijskih robota narasla je 19% 2000. na 29800 jedinica. 2001. prodaja raste svega 3% na 30700. Sa izuzetkom 1997. kad je bio pad od 1%, tržište EU raste od 1994. godine, te 2001. godine dostiže dvocifreni broj. Dolazi do zaustavljanja rasta 2002., kad je zabilježen pad od 16% na nešto manje od 26000 jedinica. U svim zemljama EU došlo je do pada, dok u Velikoj Britaniji je zabilježen pad od 61%. UNECE/IFR kvartalni izvještaj o nivou prodaje robota širom svijeta za 2003., koji uključuje najveća svjetska preduze ća, pokazuje na pove ćanje od 26% u odnosu na isti  period 2002. godine. To je najve ći nivo narudžbi industrijskih robota ikad zabilježen. Nivo narudžbi po regionima tokom prve polovine 2003. godine u pore đenju sa istim periodom 2002., izgleda: Sjeverna Amerika +35%, Evropa +25%, Azija +18%, ostali regioni 19%. Izvještaj ukazuje da je na vidiku veoma snažan oporavak kao rezultat pove ćanih ulaganja u robotizaciju proizvodnih pogona razli čitih grana industrije. Ukupna prodaja za prvu  polovinu 2003. iznosi 80000 robota u odnosu na 68600 u 2002.

24

Ranih 90.-ih broj industrijskih robota u EU i SAD-u iznosio je svega 23% odnosno 12% od  broja u Japanu, dok taj broj danas iznosi 67% odnosno 30%. Ukupna akumulirana svjetska prodaja, pra ćena od početka korištenja industrijskih robota 60.-ih do kraja 2002. iznosi oko 1328000 jedinica. Mnogi od starijih tipova robota su uklonjeni iz procesa proizvodnje, zbog čega je njihov broj u upotrebi znatno manji. Procjenjuje se ih je krajem 2002. u svijetu bilo izme đu 770000 i 1050000 jedinica. Minimalan broj dobijen je na osnovu pretpostavke da prosječan vijek trajanja industrijskog robota je 12 godina. Me đutim, današnje studije ukazuju da bi taj vijek mogao biti čak 15 godina, što za posljedicu ima maksimalan broj od 1050000 jedinica. Minimalni broj od 770000 može se uporediti sa brojem od 756000 na kraju 2001., što je  porast nešto manji od 2%. Od toga je 350000 u Japanu, 233000 u EU i oko 104000 u Sjevernoj Americi. U Evropi na prvom mjestu je Njema čka sa nešto manje od 105000  jedinica, a slijede je Italija sa 47000, Francuska 24000, Španija 18000 i Velika Britanija sa 14000. Tržište robota u Japanu doživjelo je procvat 80.-ih i ranih 90.-ih. Optimizam je bio neograničen. Čini se da sve što je moglo biti robotizovano, je robotizovano. Tako da je nastupio trend pada od 1998, a 2002. dostigao svega 85% instalacija 1997. Od sredine 1990.-ih zamah se pomjerio prema Evropi i Sjevernoj Americi. 2002., gdje se broj povećao 6% u oba regiona. Predviđa se povećanje na svjetskom tržištu industrijskih robota sa 68600 jedinica 2002. na nešto preko 91000 2006., ili prosje čno oko 7.4% godišnje. Očekuje se porast prodaje i u Japanu zbog zahtjeva za izmjenom dotrajalih jedinica. Procjenjuje se porast sa 25400 2002. na 34000 2006., imaju ći na umu veliki pad proteklih nekoliko godina, ovo predstavlja veoma slab oporavak. Očekivani porast u EU sa 25900 2002. za 2006. iznosi oko32000, što predstavlja prosje čni godišnji porast od 5.3%., dok se za Sjevernu Ameriku predvi đa porast od 9.9% ili između 14000 i 15000 jedinica 2006. S obzirom na broj jedinica, predvi đa se da broj industrijskih robota u upotrebi u svijetu će narasti sa 770000 na kraju 2002. na 875000 na kraju 2006., ili prosje čni godišnji porast od 4.5%. 1997. je bila vrhunac u Japanu, kad je broj industrijskih robota u upotrebi dostigao 413000  jedinica. Do kraja 2002. taj broj je pao na 350000 i predviđa se pad na 333000 do kraja 2006.  Ne računajući Japan i Republiku Koreju, predvi đa se porast broja industrijskih robota u upotrebi u ostatku svijeta sa 375000 na 542000 u periodu 2002-2006 ili 9.5% godišnje. U SAD-u prognoza je 135000 jedinica u 2006, dok je za EU taj broj 304000, od kojih 136000 u Njemačkoj, 62000 u Italiji, 32000 u Francuskoj i 14000 u Velikoj Britaniji.

25

Ova predviđanja su u odnosu na minimalan broj. Ako se pretpostavi da je vijek trajanja veći (15 umjesto 12 godina), to bi pove ćalo broj.

Slika 19. Godišnja instalacija robota 2001.-2002., i predvi đ anja do 2006.

Slika 20.Ukupna instalacija robota do 2002., i predvi đ anja do 2006.

S obzirom na gustoću robota prema ukupnom broju zaposlenih, države mogu biti razvrstane u 5 grupa, iskazanu brojem robota na 10000 zaposlenih u proizvodnji. Prva grupa obuhvata Japan i Republiku Koreju. 2002. gusto ća za ove dvije države iznosila je 310, odnosno 130. Dok gusto ća u Koreji bilježi brz rast, u Japanu pada od dostignutog vrhunca 1998.  Na vrhu druge grupe je Njemačka sa gustoćom 2002. od 135 u, a prate je Italija sa 109, Švedska 91 , Finska 68, Francuska 67, i Španija 66. Treću grupu čine SAD, zemlje Beneluksa, Danska, Austrija i Velika Britanija čije gustoće se nalaze u intervalu od 58 do 36. U Norveškoj i Australiji iznosi 21, odnosno 33, dok je posljednji u četvrtoj grupi Portugal sa 9. Zemlje centralne i isto čne Evrope izuzimajući Češku imaju veoma malu gusto ću. Bez obzira na velike razlike u EU, dobro je zapaziti da je gusto ća EU veća oko 50% od one u SAD-u.

26

U industriji motornih vozila gustoća robota prema zaposlenim iznosi: Japan je vode ći sa 1700 robota na 10000 radnika, slijedi Italija sa gusto ćom 1130, Njemačka 1000, SAD 770, Španija 760, Francuska 630, Švedska 570 i Velika Britanija 550. Zato ove zemlje imaju veoma sličan tehnološki nivo s obzirom na upotrebu robota u industriji motornih vozila. Osim robota za domaćinstvo i robota za zabavu, skoro svi uslužni roboti koji su stavljeni u funkciju do, uključujući i, 2002. su roboti za pojedine tipove poslova. Najve ća područ ja upotrebe ovih tipova robota su podvodni, medicinski, roboti za rušenje, mobilne robotske  platforme za višestruku upotrebu, labaratorijski roboti i roboti za čišćenje. Oko 18600 robota za pojedine tipove poslova je stavljeno u upotrebu do kraja 2002. Na  prvom mjestu su podvodni roboti sa 3680 jedinica ili 20% od ukupnog broja, zatim slijede roboti čistači 18%, roboti za rušenje 15% i medicinski roboti sa 12%, te mobilne robotske  platforme sa 10% i labaratorijski roboti sa 6%, dok roboti koji se koriste u industriji mlijeka uzimaju 4%. Kako vrijednosti jedinica se znatno razlikuju u zavisnosti od podru č ja djelovanja, od stotina hiljada pa i do nekoliko miliona dolara za podvodne i medicinske robote do nekoliho hiljada za labaratorijske robote ili nekoliko stotina dolara za robote u domaćinstvu i za zabavu, tržišni podaci, izraženi u ameri čki dolarima, mogu se znatno razlikovati od tržišnih podataka izraženih u jedinicama proizvoda. Uslužni roboti za ličnu upotrebu posmatraju se odvojeno, jer vrijednost jedinice ovog tipa  je samo mali dio vrijednosti grupe za profesionalnu upotrebu. Oni se tako đe proizvode za široko tržište sa potpuno razli čitim tržišnim kanalima. Do sada, ovi tipovi robota u najve ćem broju obuhvataju robote za doma ćinstvo, koji uključuju robote usisivače i kosilice, te roboti za zabavu (igra čke i roboti za hobi). Prodaja robota kosilica je u naglom porastu i prelazi 10000 jedinica sa tendencijom rasta. Potencijal tržišta je veoma velik. Prodaja robota usisiva ča počela je krajem 2001., sa velikim proširenjem tržišta 2002. i 2003. Do kraja 2002. procjenjuje se da je prodano oko 54000 jedinica svih tipova robota za domaćinstvo, dok taj broj za robote za zabavu iznosi skoro 550000 jedinica. Predviđanja za period 2003.-2006.: 30000 novih jedinica uslužnih robota za pojedine tipove poslova će biti stavljeno u funkciju. Područ ja upotrebe sa snažnim rastom su medicina sa 6000 novih jedinica, roboti za nadgledanje i sigurnost 3800, podvodni roboti 3000, mobilne robotske platforme za višestruku upotrebu 2800, roboti za čišćenje 1700 i roboti za industriju mlijeka 1450. Za isti period očekuje se prodaja preko 2.1 milion jedinica robota za li čnu upotrebu. Prodaja robota za kućanstvo (usisivači, kosilice, perači prozora itd.) dostiće 638000  jedinica. Tržište robota za zabavu pre ćiće 1.5 milion jedinica, od kojih velika ve ćina je vrlo jeftina. Prije par decenija 90% ukupnog broja robota bilo je korišteno u automobilskoj industriji, obično na proizvodnim linijama radeći različite ponovljive poslove. Danas je situacija

27

drugačija, svega 50% robota je instalirano u automobilskoj industriji, dok je druga  polovina raširena u drugim granama industrije, skladištima, elektranama, bolnicama, itd. Danas su roboti obično višestruke namjene, tako da mogu biti veoma lako reprogramirani za izvršenje drugačijeg tipa poslova. Zato se danas ne može govoriti o robotu za izvršavanje samo jedne vrste posla. Ekonomski pokazatelj opravdanosti ulaganja u robote je svakako porast GDP-a. Opšta je tendencija u svijetu da pove ćana ulaganja u robotizaciju dovode i do porasta GDP-a. Ako se uzme u obzir samo EU, prema Statistical Office of the European Communities 8, porast GDP-a za prvi kvartal 2004. godine iznosio je +0.6%, dok je njen udio u ukupnom svjetskom dohotku narastao na 19%.

8

 http://epp.eurostat.cec.eu.int/

28

6. Zaključak Prednosti robota u industriji uključuju poboljšanje upravljanja kontrolnom, produktivnosti uz osiguranje ponovljivosti visokog kvaliteta proizvoda. Primjer je jedan obi čni robot za lučno zavarivanje. Vrijeme zavarivanja prelaskom sa ru čnog na rad robota smanjilo se za 80%, a sa automata za zavarivanje na robote za 66%, pri čemu je kvaliteta svakog zavarenog spoja ista. Roboti mogu raditi bez prestanka dan – no ć na radnim linijama bez gubitka performansi, a ne uzimajući u obzir humanizaciju rada. Dakle, roboti mogu uveliko smanjuje troškove proizvodnje. Kao rezultat njihovog korištenja, države koje uspješno koriste robote ima će ekonomske prednosti na svjetskom tržištu. Uvedeni na pravi način, roboti mogu unaprijediti kvalitet života osloba đajući čovjeka  prljavštine, dosade, opasnih i teških poslova. Istina je da roboti mogu izazvati nezaposlenost zamjenjuju ći čovjeka kao radnika, ali oni u isto vrijeme usmjeravaju ljudsko  poslovanje prema otvaranju novih radnih mjesta: robotski tehničari, prodavači, inžinjeri,  programeri i nadzornici.  Ne mogu a da ne spomenem i državu u kojoj živim. U tom pogledu više od rije či govori karikatura O. Reisingera prikazana na donjoj slici.

29