Univerzitet Demal Bijedi Fakultet informacijskih tehnologija Postdiplomski studij u Mostaru

Roboti i robotizacija ekonomski aspekt

Seminarski rad iz predmeta ekonomski i pravni aspekti informacijskih sistema

Student: Zanin Vejzovi

Datum, 23.09.2004. godine Mentor: ________________ prof. dr. Safet Krki

ii

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

1

1. Uvod Zadnjih nekoliko decenija nauka i tehnologija napreduju rapidnim, skoro zastraujuim tempom. Ljudska vrsta svakim danom postaje sve ovisnija o tehnologiji, a ve se danas normalna svakodnevica ne moe zamisliti bez brojnih luksuza koje tehnologija prua. Robotika je danas veoma napredna tehnologija sa veoma dobrim komercijalnim izgledima za razvoj. Razvojne mogunosti lee u injenici svakodnevnog poboljanja performansi uz smanjenje trokova, to je rezultat iskustava steenih u kompjuterskoj industriji koja je veoma slina robotici. Tu se prije svega misli na standardizaciju mehanikih komponenti uz istovremeno stvaranje univerzalnih operativnih sistema (softvera) koji upravljaju mehanikim komponentama, tako da gotov proizvod (robot) zadovoljava sve zahtjeve kupaca. Meutim, iako je ovjeiji genije dao velianstvene pronalaske, pogotovo u posljednje vrijeme na polju robotike, ipak je javnost posebno fascinirana mainama koje na neki nain oponaaju svog tvorca. Ideja i izvedaba mehanikih automata bilo je jo u antiko doba, u srednjem vijeku, pa sve do danas. U tom smislu, danas u svijetu u kakvom ivimo glavno pitanje je svakako ekonomski aspekt uvoenja robota i robotizacije, odnosno kakav uticaj ima procesor, kao elektronski ureaj, i umjetna inteligencija, kao softverski proizvod, na ukupnu svjetsku ekonomiju i kvalitet ljudskog ivota uopte. Ovaj rad jeste pokuaj da se da odgovor na ovo veoma vano pitanje. Koncipiran je na nain 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 treem poglavlju je prikazano kako, kao i za razvoj informatike i raunara, vrijedi Moore-ov zakon, dok su u petom prikazani usponi i padovi koji prate svaki oblik ljudskog djelovanja pa i robotiku kao naunu disciplinu i granu industrije. U estom poglavlju dati su ekonomski pokazatelji u industriji robota u posljednjih 30 godina, te predvianja za razvoj ove industrijske grane u narednih 15 20 godina, i kako porast broja robota u upotrebi utie na ukupan GDP (ukupan nacionalni dohodak).

2

2. Robotika Savremeni roboti nastali su 1950.-ih u SAD-u, a potiu od pronalazaka teleoperatera, s jedne, te numeriki upravljanih alatnih maina, s druge strane. Teleoperateri su razvijeni za vrijeme 2. svjetskog rata radi potrebe daljinskog rukovanja nuklearnim sirovinama, a numerike alatne maine pojavile su se nakon rata kao rjeenje problema izrade sloenih avionskih dijelova. Meutim, ovjekova elja da maina u potpunosti zamijeni fiziki rad ovjeka, see jo i dalje u prolost. 2.1. Prvo koritenje rijei robot i robotika Proslavljeni eki dramski pisac Karel apek (1890-1938) prvi koristi rije robot, to na ekom znai nadniar 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 oivio ovjekoliku figuru Golema da bi je podvrgao svojoj vlasti. Osim za eki, rije robot je etimoloki vezana i za druge pojmove iroko rasprostranjene u slavenskim jezicima: robota rad, robotnik kmet. Drama je imala golem uspjeh, te je u veoma kratkom roku osvojila itavu Evropu i SAD. Tema Rossumovih univerzalnih robota djelimino je bila dehumanizacija ovjeka u tehnolokoj civilizaciji. Iznenaujue je to roboti u svojoj prirodi nisu mehaniki, ve su stvoreni kroz hemijsko znaenje. Ustvari, u eseju napisanom 1935. godine, apek se snano zalae da je njegova ideja opte mogua i, piui u treem licu, kae: Iskreno, uasno je odbacivati svaku odgovornost ideje da metalne naprave mogu ikad zamijeniti ljudska bia, i to tako da ice mogu pobuditi neto to je ivot, ljubav ili buna. On bi mislio da je ovaj tamni pogled ili precjenjivanje maina, ili smrtna uvreda ivotu.1 Postoje dokazi da je rije robot ustvari izvedenica Karelovog brata Josefa, takoe pisca. U svom kratkom pismu, apek pie da je pitao Josefa kako bi nazvao umjetne radnike u svom novom djelu. Sam Karel je predloio Labori (kmetovi), to mu je zvualo previe knjievniki, na ta 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 robot. Drugi pisac naune 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 apek, Lidove noviny, 09.06.1935.g.

3

Rije robotika prvi put se koristi u njegovoj kratkoj prii 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 izmiljenom liku je Eliza. Njen otac, profesor Joseph Weizenbaum sa Massachusetts Institute of Technology (MIT), napisao je Elizu kompjuterski program za prouavanje prirode jezika komunikacije izmeu ovjeka i maine. U poetku je programirana sa 240 linija koda, kako bi simulirala psihotarapeuta odgovarajui pitanjem na pitanje. 2.2. Tri zakona robotike Asimov je takoe predloio tri zakona robotike, kojima je kasnije dodao i nulti zakon:

1. Nulti zakon Robot ne smije ozlijediti ovjeanstvo ili nedjelovanjem dozvoliti da se to dogodi.

2. Prvi zakon Robot ne smije ozlijediti ljudsko bie ili nedjelovanjem dozvoliti da se to dogodi, osim kad je to u suprotnosti s viim zakonom.

3. Drugi zakon Robot mora slijediti naredbe koje mu ovjek da, osim kad je to u suprotnosti s viim zakonom.

4. Trei zakon Robot mora tititi svoju egzistenciju, osim kad je to u suprotnosti s viim zakonom.

2.3. Istorija robota

Jedan od prvih robota bio je clepsydra (vodeni sat), kojeg je napravio Ctesibius iz Aleksandrije, grki fiziar i inovator 250. godine p.n.e. Slika 1. Clepsydra U srednjem vijeku nailazimo na ideje i izvedbe mehanikih auotomata kod da Vinci-a. Pretee dananjih robota javljaju se i 1890.-ih (teleoptiki ili daljinski voene naprave), kao to

je Teslino beino kontrolisano vozilo. Iako je poznat kao izumitelj indukcionog motora, prenoenja struje na daljinu, i brojnih drugih elektrinih naprava, Tesla je predvidio pametne mehanizme koji su sposobni kao i ljudi.

4

U istraivakoj zajednici, vjerovatno prvi automati su Grey Walter-ova maina (1940.-ih) i John Hopkins-ova zvijer.

Slika 1. Grey Walter-ova kornjaa

2.3.1. Prvi pravi robot

Nakon tehnoloke eksplozije u SAD-u tokom Drugog svjetskog rata, dogodio se istorijski susret George-a C. Devol-a, koji je u to vrijeme bio veoma uspjean inovator i poduzetnik, i ininjera Joseph-a F. Engelberg-a, koji su tokom koktela diskutovali o tekstovima Isaac-a Asimov-a. Zajedno su napravili ozbiljan i komercionalno uspjean 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, ime 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 koriteni su u postrojenjima General Motors-a za izvlaenje zagaenih dijelova iz maine za zagaivanje, te za izvoenje takastog zavarivanja na karoseriji automobila, to su bili naroito mrski poslovi za ovjeka. Obe primjene su bile ekonomski uspjene, roboti su radili pouzdano i tedili su novac zamjenjujui ljude. Uvoenje robota u industriji izazvalo je njihovo korienje i u drugim razliitim situacijama, kao to su punjenje i praenje alatnih maina. Konano, Westinghouse otkupio je Unimation, ime 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 ta mogu uraditi; ustvari ovakva prodaja inila je veliki dio trita robota. Neke kompanije su ak reducirale kriterij povratka na

5

investicije kako bi ohrabrili koritenje 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 pokuaj u vanjskom okruenju krajem 1970.-ih. Od tog vremena raste broj pokuaja u podruju samoupravljanih vozila koja krstare po autoputu i navoena po prirodnim terenima u komercijalne svrhe.

2.3.2. Moderni industrijski roboti

Slika elektronskog mozga kao glavnog dijela robota se irila. Kompjuterski strunjaci postavljeni su odjele robotike kako kupaca, tako i proizvoaa robota. Mnogi od ovih ljudi znali su malo o maineriji i proizvodnji, ali se krivo pretpostavljalo da znaju (opta je zabluda ininjera elektrotehnike da su mehaniki fenomeni jednostavni jer su vidljivi. Razliite vrste trenja, efekti hrapavosti, minimalni i preveliki pritisci, nelinearnosti, odstupanja na radnim dijelovima, prilagoavanje nepovoljnim okruenjima i neprijateljstvo ljudi prema novinama, itd., su kao u Poe-ovoj prii Purloined Letter ispred oiju, ali se ne vide). Takoe su imali malo iskustva u industrijskim ininjerskim sferama rukovanja materijalima, procesima proizvodnje, ekonomijom proizvodnje i ponaanju ljudi u fabrikama. Kao rezultat toga su mnogi izvreni eksperimenti u takvim labaratorijama za postizanje sposobnosti robota onako kako je oni vide, to veoma malo od onog to se od robota oekuje u fabrici. Velike investicije u podruje industrije robota dovele su do brzog rasta u ovom sektoru privrede poetkom i sredinom 80.-ih. Ova ulaganja omoguila su razvoja kontrole i jezika, unaprijeenje mehanizama, osjetila i upravljakih sistema, to je rezultiralo uvoenjem modernih industrijskih ruka u proces proizvodnje koje su imale poveane mogunosti izvoenja zadataka. Brz skok u fabrike budunosti okrenuo se u pad, kad su se integracija i ekonomska odrivost ovih napora pokazale katastrofalnim. Industrija robota se tek nedavno povratila na nivoe prihoda iz sredine 80.-ih. U meuvremenu 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 lie ovjeku) su jo mnogo godina iza, jer postoje mnogi problemi koje treba rijeiti. Ipak danas postoje pravi sofisticirani roboti koji se koriste u revoluciji radnih mjesta. Ovi roboti ne nalikuju romantinom 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 uoiti tu razliku ak i za laika.

2 http://www.sri.com/about

6

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

2.4.1. Industrijski roboti

Upotreba robota u industriji je iroka. Prve upotrebe su bile u rukovanju materijalom, takastom zavarivanju, te bojenju. U poetku su koriteni za poslove gdje je vrue, teko i opasno kao to je zagaivanje, kovanje i takasto 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, takasto i luno, u kojima se koriste roboti, kao, i u novije vrijeme, kod laserskog zavarivanja. Uspjene operacije podrazumjevaju i odreene zahtjeve okoline.

Slika 4. Robot u zavarivanju Slika 5. Zavarivaki roboti u proizvodnji

Auto industrija je najvei korisnik robota za takasto zavarivanje. Fabrike Chrysler Motor kompanije 1985. godine imale su populaciju od 900 robota, od kojih je 670 bilo za takasto zavarivanje. Ukupan broj 1990. godine bio je oko 2350. Drugi veliki zavarivaki zadaci koje izvravaju roboti je luno zavarivanje (zavarivanje avom). U ovom sluaju dva susjedna dijela se spajaju stapanjem jednog u drugi, kreirajui na taj nain av. 2.4.1.2. Bojenje Jo jedna popularna i efikasna upotreba robota je kod bojenja sprejanjem. Dosljednost i ponovljivost robotskih pokreta omoguilo je skoro savren kvalitet bez rasipanja boje. Upotreba u bojenju idealan je primjer primjene robota, pri kojoj olakavaju operateru

7

opasan, i veoma zahtjevan posao, dok se u isto vrijeme poveava kvalitet rada, jednolinost, te smanjuju trokovi. 2.4.1.3. Operacije montae Roboti pruaju pomo ovjeku i kod dosadne i ponovljive prirode zadataka motnae pruajui mogunost pravilnog planiranja i dizajniranja. Dodatno, njihov visok stepen ponovljvosti dozvolio je visok nivo razvoja nekin novih tehnologija elektronikoj montai. Slika 6. Robot u montai 2.4.1.4. Paletiziranje i rukovanje materijalom

Paletiziranje je radnja utovaranja i istovaranja materijala na i sa paleta. Industrija novina naroito je bila teko pogoena porastom trokova radne snage. Dio rjeenja ovog problema bilo je koritenje robota kao to je Cincinnati Milacron robot, koriten za paletiziranje propagandnih materijala za novine.

Slika 7. Paletiziranje Mnoge kompanije u SAD-u i Kanadi bile su prisiljene zatvoriti svoja postrojenja za zagaivanje i injekciono oblikovanje, zbog ega su postali nekonkurentni stranim firmama. Uvoenjem robotike u ova podruja omoguilo je odrivost na tritu. U poluprovodnikoj industriji ipova, brojni i razliiti procesi zahtjevaju ista postrojenja za obavljanje radnih zadataka. To podrazumjeva nepostojanje prljavtine, praine, niti ulja u zraku. Kako robotine diu, kiu, niti imaju perut, veoma su pogodni za stroge zahtjeve okoline poluprovodnike industrije.

Slika 8. Robot u poluprovodnikoj industriji

Osim gore navedenih, u upotrebi su i drugi tipovi industrijskih robota za sloene operacije, labaratorijsku upotrebu, podvodno rezanje, te za radne elije. 2.4.1.5. Generacije industrijskih robota Kao i za veinu industrijskih proizvoda, i za robote je uvedena vremenska i funkcionalna podjela na generacije, pa se govori o prvoj, drugoj i treoj generaciji robota. Obiljeje robotske generacije je sloenost informatikog sistema robota, tj., njegov funkcionalni sadraj.

8

Prva generacija (programirani roboti) obuhvata robote koji se i sada primjenjuju. Njih karakterizira isto upravljanje. Prema slici 9. to je upravljaki lanac upravljaki ureaj prigon mehanizam ruke prihvatnica, pa nema povratne informacije (slika 10a). Ti roboti su bez osjetila i s vrlo ogranienom inteligencijom. Ustvari, od osobina inteligencije imaju samo pamenje (memoriju), u koje je pohranjen program. Uz ogranienu inteligenciju i osjete, znatno zaostaju u spretnosti i pokretljivosti u odnosu na ovjekovu ruku. Ipak, djelotvorno mogu obavljati samo niskokvalifikovani rad, pa i okolina mora biti visokoorganizovana. Postoji mogunost da se ugradi i pokoji senzor, to 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 pomou jednostavne logike ugraene u raunar takvi roboti imaju mogunost reagovanja. U tim sluajevima ve je rije o regulaciji s petljom povratne veze (slika 10b). Uz pamenje, ti roboti imaju mogunost donoenja jednostavne logike odluke: da ili ne. Na taj nain se kontrolom sile mogu zatiti ureaji, smanjiti sloenost organizacije okoline (slaganje, orjentacija predmeta), a konani cilj je da robot moe predmete vaditi iz kutije.

Slika 9. Funkcionalna blok-ema industrijskog robota

b) a) Slika 10. Generacije robota:

a) prva generacija upravljanje; b) druga generacija regulacija; c) trea generacija voenje robota.

c)

Robot Okolina

Raunar (program)

Robot

Raunar

Okolina

Senzori za raspoznavanje

Robot Okolina

Model okoline Raunar

Sistem za raspoznavanje

Sistem za mjerenje poloaja

Raunar

Sistem za raspoznavanje

Prigoni Kinematiki sistem + prihvatnica Okolina

Senzori

Prigonske

sile i momenti

Stanje kretanja prigona Povratne sile i momenti

Kretanje

prihvatnice

Upravljaki

signali

9

Trea generacia robota (inteligentni roboti) opremljena je, osim sistemima za raspoznavanje, i raunarima nove generacije. Prema slici 10c to je voenje multivarijabilnog procesa s vie ulaznih i izlaznih varijabli. Cijeli sistem ima svojstva vieg stepena inteligencije, tj. donoenja odluka u determiniranim uslovima (analiza), uenje i odluivanje u nedetrminiranim uslovima (sinteza). Za tu umjetnu inteligenciju je najbitnija mogunost uenja (povezuje nova iskustva s postojeim znanjem). To se moe postii modelom vanjskog svijeta ugraenim u memoriju raunara. Uporeivanjem s dobivenim informacijama iz vanjskog svijeta, robot samostalno reaguje na vanjske promjene, tj. donosi odluke bez programske upute. Odreivanje generacije robota moe se provesti i s druge take gledita. Neki tehnoloki zadatak se po pravilu rjeava u tri hijerahijska nivoa. Na najveem, stratekom nivou, postavlja se cilj, razrauje idejno rjeenje razbijanjem na rjeenja djeliminih problema; na taktikom nivou djelomini problemi se algoritmiraju i donose odluke; na operativnom nivou se upravlja izvoenjem tih algoritama. Kao i ovjek, robot preuzima operativni zadatak upravljanja osnovnim operacijama, a okolina je visokooranizovana (prva generacija). Na taktikom nivou se donose odluke u sloenim operacijama, a iz okoline se stalno dobivaju aktuelne informacije (druga generacija). Konano, na najveem, stratekom nivou odreuju se ciljno usmjerene operacije; mora postojati sloeni model okoline, prema kojem se donose odluke u smislu postavljenog cilja (trea generacija). Budui da su shvatanja o tome ta je robot razliita, i tu podjelu treba uzeti uslovno. Dogovorno se meu robote mogu ubrojiti i ureaji s vrsto spojenom automatikom (hardverski automati) koji samo uzimaju predmete i odlau ih, a izvedeni su jednostavnom tehnikom male automatike. I granina podruja su siva: da li i koliko senzora odreuje prvu ili drugu generaciju, koji stepen umjetne inteligencije odreuje treu generaciju?

2.4.2. Mobilni roboti

Robotska tehnologija nala je svoju prvu primjenu u nuklearnoj industriji razvojem teleoperatora za rukovanje radioaktivnim materijalom (Martin and Hamel, 1984. g.). Nesrea u nuklearnoj elektrani Tree Mile Island u Pensilvaniji 1979. godine potaknula je primjenu robota u nuklearnoj industriji (Moore, 1984.g.). Nakon nesree, nekoliko robota i vozila na daljinsko upravljanje je koriteno u ovoj elektrani.

Slika 11. Mobilni robot Neke nove konstrukcije koriste nadzemne ine umjesto konvencionalnih vozila, a neka su zapravo hodajue maine. Umjesto da su dio scenarija filma naune fantastike, oni e se moda prvi koristiti za istraivanje ili posjete podrujima pogoena nuklearnim nesreama.

10

2.4.3. Roboti u obrazovanju

Postoje mnogi roboti koji se koriste u obrazovanju. Mnoge kole koriste industrijske robote za poduavanje robotskog programiranja, kontrole i dizajniranja radnih elija.

Slika 12. robot u obrazovanju Neki slini industrijskim robotima razliitih geometrija, i neki slini automatski voenim vozilima oznaavaju se kao lini roboti. Roboti koji se koriste u obrazovanju odreeni su potrebama poetnika.

2.4.4. Roboti u poljoprivredi

Ideja da robot sadi kukuruz ili jae je nauna fantastika, ipak napravljena su ozbiljna istraivanja u pogledu koritenja robota u poljoprivredi. Jedan od najuspjenijih projekata bio je razvoj robota za strienje ovaca u Australiji.

Slika 13. Robot za strienje ovaca Druge eksperimentalne primjene robota u poljoprivredi ukljuuju mainu za komadanje svinjskog mesa (Clarke 1985. g.), presaivanje (Hwag i Sisttle, 1985. g.), obrezivanje vinove loze u Francuskoj (Sevila 1985. g.), i kupljenje jabuka (DEnson 1985. g.). Svi su ovi sistemi ve pokazali svoj potencijal.

2.4.5. Roboti u svemiru

Istraivanje svemira predstavlja poseban problem za robotiku. Okruenje je nepovoljno za ljudsko bie, koje zahtjeva skupu zatitnu odjeu i okruenje slino Zemljinom. Mnogi ininjeri astronomije su preporuivali da roboti, dakle ne ovjek, trebaju biti poslani u svemir. Veliki napredak je napravljen posljednjih godina slanjem robota na Mars. Roboti blizanci, Spirit i Oppertunity, za geoloka istraivanja amerike agencije za istraivanje 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 dugoronog programa istraivanja Marsa koritenjem robota. Primarni cilj misije je istraivanje sadraja stijena i tla u nadi da e se nai dokazi o

11

postojanju vode na crvenoj planeti. Roboti se ve kreu suprotnim stranama planete koji su izgleda u prolosti sadravali vodu u tekuem stanju. Jedno od tih mjesta je Gusev krater, koji je vjerovatno u prolosti bio jezero, i Meridiani Planum, gdje talozi minerala hematita ukazuju da je Mars imao vlanu prolost. Roveri ve alju snimke povrine, koje e naunicima dati informacije potrebne za odreivanje geolokih ciljeva koji sadravaju dokaze o prolosti Marsa. Nakon toga, e se odvesti na ta mjesta gdje e provesti nauna ispitivanja na licu mjesta. Njihov radijus kretanja je od 40 metara do jednog kilometra dnevno. Svaki Rover je mehaniki ekvivalent geologa koji hoda povrinom Marsa. Opremljen je kamerom, koja je postavljena na 1.5 metar visine i moe se okretati za 360 stepeni, ime se dobija stereoskopska slika terena veoma slina ovjekovoj predodbi okoline. Ruka robota je u mogunosti pokretanja, slino ovjekovoj sa laktom i runim zglobom, u koju moe postaviti instrument za direktno ispitivanje stijena i tla. U mehanikoj aci postavljena je mikroskopska kamera koja se koristi kao povealo koje geolog dri u ruci. Takoe je opremljen i ekiem za razbijanje kako bi se vidjela struktura unutranjosti stijena.

2.4.6. Roboti i hendikepirani

Potencijalno koritenje robota u pomoi hendikepiranim kree se od automatskih invalidskih kolica, koje voze osobu po bolnici i reaguju na glasovne komande, do robota koji hrane invalidne osobe. Najvaniji cilj ovog istraivanja je nainiti maine koje izvraavaju fizike funkcije koje je osoba izgubila. Ljudi koji se bave razvojem ovih sistema susreu se sa velikim ekonomskim ogranienjima. Ovo trite je malo, i esto hendikepirani nisu u stanju priutiti ove veoma skupe naprave. Zato je mali poticaj od strane kapitalistike ekonomije prema ovakvom tipu istraivanja. Trenutno, veinu istraivanja finansira vlada ili volonteri.

2.4.7. Humanoidni roboti

U mnogim filmovima nune fantastike, humanoidni roboti imaju umjetnu inteligenciju, memoriju i senzorske programe. Iako veina robota nije napravljena u svrhu simuliranja ovjeka, danas u svijetu postoji nekoliko labaratorija koje razvijaju humanoide, dok neke simuliraju ovjeka u virtualnom okruenju. Ekspert neuralnih mrea Maureen Caudill u svojoj knjizi In Our Own Imagenapravila je listu minimalnih zahtjeva za izradu vjetake osobe. Android mora biti u stanju da vidi i da interpretira ono to 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

12

antropomorfoloki oblik, itao je notne linije, svirao instrumente sa tastaturom, pratio pjevaa i vodio jednostavnu konverzaciju. Nekoliko godina kasnije Pacific Northwest labaratorija napravila je Manny-a, robotiziranu lutku koja replicira veinu ljudskih pokreta i simulira znojenje, disanje i tjelesnu temperaturu za potrebe amerike armije. Sarcos Entertainment nastavio je dalje sa izradom manje mehaniki sofisticirane verzije ovog robota za Disney i Universal Studio. Jonson Space Center razvija humanoida EVAR, terenski automni robot, glasom voen, sa vjetakom inteligencijom, koji moe da dosee alate i objekte u pokretu. Tijelo je u obliku kutije sa ekstremitetima koji posjeduju okretne ake sa optikim senzorima. Jedna vrsta surogata humanoidnog robota ugraena je u Terminatora. Elektriki napajan, ima grupu miia i pridruene spojeve koji transformiu elektrinu energiju u pokret. Senzori u prstima snabdijevaju kontrolni sistem informacijama. Ovaj tzv. surogat ima umjetnu inteligenciju i spoznajne mogunosti koje zahtjeva paralelne arhitekture umjetne inteligencije koje je dizajnirala NASA. MIT-ova labaratorija za umjetnu inteligenciju takoe izrauje humanoidnog robota nazvanog Cog, koji se izrauje na hipotezi da humanoidna inteligencija zahtjeva interakciju humanoida sa svijetom. Ipak najvei napredak u izradi humanoidnih robota napravila je Honda. Honda je 1986. godine zapoela istraivaki razvojni program na ovom polju. Klju razvoja robota ukljuivao je inteligenciju i mobilnost. Poelo se sa osnovnim konceptom da bi robot trebao koegzistirati i saraivati sa ljudskim biima, radei stvari koje ovjek ne moe, te prihvatajui nove dimenzije u mobilnosti koje e konano doprinijeti drutvu. Ovo su nove smjernice razvoja novog tipa robota koji bi se koristio u svakodnevnom ivotu, a ne samo kao robot za specijalne operacije.

Gotovo itava godina je potroena samo na osnovno odreivanje kakav bi trebao biti robot, kako bi se izradio koncept. Morao je biti u stanju kretati se kroz prostoriju sa namjetajem, penjati se i silaziti niz stepenice, kako bi mogao biti dizajniran za kunu upotrebu. U isto vrijeme, dizajnerski tim je odluio da bi robot trebao koristiti dvije noge kako bi se mogao prilagoditi najveem broju terena, ukljuujui i veoma neravne i hrapave povrine. Sa ovom idejom, ininjeri Honde poeli su sa razvojem programa fokusirajui se na mobilnost zasnovanoj na robotu sa dvije noge, koja se podudara sa ovjekovom. Iz toga su proizali mnogi tehniki izazovi, meu kojima je svakako najvaniji analiza kako ovjek koristi noge dog hoda. Kao rezultat ovih dugih i tekih istraivanja je Asimo. Slika 15. Hondin Asimo3

3 Smithsonian magazine, januar 2003.

13

2.5. Definicija robota i umjetne inteligencije Prema Robot Institute of America (1979. g.), robot je : reprogramibilni, viefunkcionalni manipulator kostruisan za pomicanje materijala, dijelova, alata, ili sprcijalnih naprava putem razliitih programskih pokreta za izvoenje razliitih zadataka4. Moda je Webster-ova definicija obuhvatnija, a ona kae da je robot: automatska naprava koja izvodi funkcije, koje se normalno pripisuju ovjeku ili maini u obliku ovjeka5. Meutim, sa dananje take gledita, ove definicije su zastarjele, jer se svakodnevno deavaju promjene koje za posljedicu imaju stalno poboljanje performansi. Da bi se pravilno definisao robot, kao elektronsko mehaniki sistem, prvo se mora upoznati njegov nain rad, i osnove umjetne inteligencije, odnosno nain na koji robot razmilja. Na najosnovnijem mehanikom nivou, ljudsko bie ini nekoliko glavnih komponenti:

struktura tijela, miini sistem za pokretanje tjelesne strukture, senzorski sistem koji prima informacije o tijelu i okolini, izvor energije koji aktivira miie i senzore, modani sistem koji procesira informacije dobivene od senzora i govori miiima

ta da rade. Svakako, ovjek ima i neke neshvatljive osobine, kao to su inteligencija i moral, ali na isto fizikom nivou gornja lista sve pokriva. Robot ine veoma slini dijelovi. Tipini robot ima pokretnu fiziku strukturu, neku vrstu motora, senzorski sistem, izvor energije i kompjuterski mozak koji kontrolie sve ove elemente. U osnovi, roboti su ovjekova verzija ivotinjskog svijeta, maine koje repliciraju ponaanje ovjeka i ivotinje. Velika veina robota imaju nekoliko zajednikih karakteristika. Prvo, skoro svi imaju pokretno tijelo, neki imaju samo pogonske tokove, dok drugi imaju desetine pokretnih dijelova, obino od metala ili plastike. Kao i ovjekove kosti, pojedini dijelovi su spojeni razliitim vrstama mehanikih veza. Roboti pokreu tokove i glavne pokretake dijelove pomou aktuatora. Neki koriste elektromotore i solenoide kao aktuatore, dok drugi hidraulike ili pneumatske sisteme, ili njihovu kombinaciju. Za pokretanje aktuatora potrebna je energija. Veina robota koristi baterije ili su direktno ukljueni na elektrinu mreu. Roboti sa hidraulikim odnosno pneumatskim sistemom trebaju hidrauliku pumpu za postizanje odgovarajueg pritiska ulja, odnosno komresor za sabijanje zraka. Aktuatori su ukljueni u elektrino kolo. Elektrina struja direktno pokree elektromotore i solenoide, koji pokreu hidrauliki sistem pomou elektroventila. Ventili odreuju put ulja pod pritiskom kroz mainu. Npr., za pokretanje hidrauline noge kontrolor robota treba otvoriti ventil koji vodi od uljne pumpe do klipnog cilindra koji je postavljen na nozi. Ulje pod pritiskom pokree klip, koji pokree nogu naprijed. Obino se koriste klipovi sa povratnim hodom, kako bi se dijelovi robota pokretali u dva pravca. Kompjuter robota (njegov mikroprocesor) kontrolie sve 4 http://www.robotics.utexas.edu 5 isto

14

ono to se nalazi u ovom krugu. Kako bi se robot pokrenuo, kompjuter ukljuuje potrebne motore i ventile. Veina dananjih robota je reprogramibilna; tj., mogue je promjeniti ponaanje robota jednostavnim pisanjem novog programa za njegov kompjuter. Mnogi roboti su opremljeni senzorima, meutim ne svi. Samo neki od njih imaju mogunost da vide, uju, i da miriu, a u novije vrijeme ima onih i sa razvijenim ulom okusa. Najuobiajniji osjeaj koji roboti posjeduju je osjeaj za kretanje, tj. njegova mogunost da kontrolie svoje vlastite pokrete. Standardna konstrukcija robota koristi kotaie sa urezima postavljenim na dijelovima robota. Svjetlosna dioda isijava snop svjetla koji prolazi kroz urez do svejtlosnog senzora s druge strane. Kada robot pokree odreeni dio, okree se i njegov toki. Okretanjem on lomi zralu svjetla. Senzor ita zakonitost pojavljivanja zrake i alje podatke komjuteru. Isti ovakav sistem koristi se i kod kompjuerskog mia. Ovo su sastavni dijelovi robota i prikaz njegov uprotenog rada. ovjek moe kombinovati ove elemente na beskonaan broj naina kako bi stvorio robota neograniene sloenosti. Na osnovu prethodno navedenog koncepta rada robota, doao sam do zakljuka da se robot moe definisati na sljedei nain: robot je ureaj koji koristi reprogramibilni mozak (komjuter) za pokretanje svoga tijela. Po ovoj definiciji, robot se razlikuje od ostalih pokretnih maina, kao to je npr. auto, zbog njegovog kompjuterskog mozga. Iako mnoga nova auta imaju ugraen komjuter, njegova upotreba je ograniena. Veinu elemenata kontrolie ovjek preko brojnih mehanikih ureaja. Roboti se razlikuju i od komjutera svojom fizikom prirodom, jer obini kompjuteri nemaju fiziko tijelo. Mogunost stvaranja inteligentnih maina zaokuplja panju ovjeanstva jo od antikog doba, i danas sa pedesogodinjim iskustvom u podruju kompjuterske nauke, san o pametnim mainama postaje stvarnost. Naunici stvaraju sisteme koji mogu oponaati ljudsko razmiljanje, razumjeti govor, pobjediti ljudskog ahistu, i bezbroj drugih pothvata koji nisu bili prije mogui. Podruje kompjuterske nauke i robotike koje se bavi stvaranjem maina koje mogu misliti je umjetna inteligencija (AI), i danas je uvjerljivo najinteresantnija nauna disciplina. Kao i termin robot, i umjetnu inteligenciju je teko definisati. Osnova umjetne inteligencije bi trebala biti stvaranje ljudskog procesa miljenja maina sa intelektualnim sposobnostima ovjeka, to ukljuuje vjetinu uenja, sposobnost zakljuivanja, koritenja jezika i sposobnost formulisanja sopstvenih ideja. Robotika je danas blizu postizanja ovih ciljeva, ali potrebni su jo veliki napori na pojedinim poljima. Dananje maine sa umjetnom inteligencijom mogu replicirati samo neke specifine intelektualne sposobnosti. U biti, rjeavanje problema pomou umjetne inteligencije je veoma jednostavno, ali je izvoenje veoma komplikovano. Prvo, robot odnosno njegov elektronski mozak (kompjuter) prikuplja injenice o odreenoj situaciji putem senzora ili ovjekovog unosa podataka. Komjuter uporeuje ove informacije sa skladitenim podacima i odluuje ta dobivena informacija znai, te razmatra razliite mogue akcije i predvia koja bi akcija bila najuspjenija s obzirom na prikupljene informacije. Naravno, kompjuter moe rijeiti samo zadatke za koje je programiran, jer nema nikakvu optu sposobnost analize. Svakako da elektronski mozak robota ne moe absorbovati i skladititi informacije kako to ovjekov

15

mozak moe. Roboti esto ue oponaajui ljudske akcije. Npr., u Japanu naunici su nauili robota da plee tako to mu prvo oni pokau pokrete. Postoje i roboti koji djeluju drutveno. Kismet, robot kojeg je razvio MIT, prepoznaje ljudski govor i modulaciju glasa, i primjereno odgovora. Tvorci Kismeta bave se prouavanjem interakcije izmeu ljudi i beba, zasnovanog samo na tonu glasa i migovima. Ova interakcija niskog nivoa mogla bi biti temelj sistema ljudskog uenja. Kismet i njemu slini humanoidni roboti koriste nekonvencionalni sistem kontrole. Umjesto usmjeravanja svake aktivnosti koristei centralni kompjuter, roboti kontroliu akcije nieg nivoa kompjuterima nieg nivoa, to je taniji model ljudskog mozga. Veinu stvari ovjek radi automatski, tj., ne donosimo odluku o njihovom izvoenju na najveem nivou svijesti. Pravi izazov umjetne inteligencije je razumjevanje kako prirodna inteligencija radi. Razvijanje umjetne inteligencije nije pravljenje umjetnog srca, jer naunici nemaju jednostavan i konkretan model od kojeg bi poeli. Ono to znamo je da se mozak sastoji od milijardi neurona, da razmiljamo i uimo uspostavljajui elektrinu vezu meu razliitim neuronima, ali tano ne znamo kako se sve ove veze pretvaraju u zakljuivanje vieg nivoa, ak i kod veoma jednostavnih operacija. Kompleksna ljudska elektronika nije jo u potpunosti razumljiva. Zato su istraivanja na polju umjetne inteligencije vie teoretska. Naunici postavljaju hipoteze kako ovjek misli i ui, i razvijaju svoje ideje koristei robote. Lake je za ljude da stupaju u interakciju s robotom, ime potencijalo postaje lake robotu da ui. Istraivanja na polju umjetne inteligencije su korisna za shvatanje djelovanja prirodne inteligencije. To i jeste temeljni cilj kreiranja robota, stvaranje inteligentnih maina koje e osloboditi ovjeka fizikog rada, te mu olakati ivot. Inteligencija sama po sebi jeste uspjeno postizanje postavljenih ciljeva i nain pomou kojeg se dolo do ostvarenja cilja. Uzimajui ovo u obzir, AI ne simulira uvijek ljudsku inteligenciju, ve ukljuuje prouavanje problema koje inteligencija treba rijeiti. Normalna ljudska bia imaju iste intelektualne mehanizme, a razlike su povezane sa kvantitetom biohemijskih i psiholokih uslova, to sa informatikog stajalita predstavlju razlike u brzini, kratkoronoj memoriji i mogunou formiranja tanih i dugoronih memorija koje se mogu nadograditi. Kod umjetne inteligencije sluaj je obrnut. Komjuterski programi imaju dovoljnu brzinu i dovoljno memorije, ali njihove mogunosti zavise od programerovog poznavanja odgovarajuih intelektualnih mehanizmima koje je ugradio u programe. Kad god ljudi urade neki zadatak bolje od kompjutera, ili kompjuteri koriste vie kalkulacija da izvre isti zadatak kao i ljudi, to pokazuje da programeru nedostaje razumjevanja o intelektualnim mehanizmima potrebnim za uspjeno rjeenje zadatka. Cilj umjetne inteligencije je dostizanje ljudske inteligencije. Krajnji cilj je napraviti kompjuterske programe koji mogu rijeiti probleme i postii iste rezultate kao i ovjek. Umjetna inteligencija je multidisciplinarna nauna oblast usko povezana sa neurolokim naukama, psihologijom, matematikom logikom i inenjerstvom. Posmatrana iskljuivo sa informatikog 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 prouava raunarske zahtjeve za zadatke kao to su percepcija, razumjevanje i uenje, i razvija sisteme za izvoenje tih zadataka.

16

3. Moore-ov zakon Moore-ov zakon kae da mo CPU-a se udvostruava otprilike svakih 18 do 24 mjeseci. Istorija veoma lako dokazuje Moore-ov zakon. Npr., ako se samo posmatra razvoj Intelovog ip seta od 1971. godine:

1971., Intel je izbacio mikroprocesor 4004. Bio je to 4-bitni ip koji je radio na 108 kHz. Imao je oko 2300 tranzistora. Sa dananje take gledita, veoma je jednostavan, ali je bio dovoljno jak da pokree jedan od prvih elektronskih raunara.

1981., IBM je izbacio prvi IBM PC, koji je zasnovan na Intelovom 8088 procesoru, koji je radio na 4.7 MHz (43 puta bri od 4004 procesora) i imao je skoro 30000 tranzistora (10 puta vie).

1993., Intel je izbacio prvi Pentium procesor, koji je radio na 60 MHz (13 puta bri od 8088) i imao preko 3 miliona tranzistora (10 puta vie).

2000., se pojavio Pentium 4 brzine 1.5 GHz (25 puta bri nego Pentium) i imao je 42 miliona tranzistora (13 puta vie).

Lako je uoiti da postoje dva trenda koji se meusobno isprepliu kako bi se poveala mo ipova. Prvi je poveanje njihove brzine (posljedica dvostrukog poveanja brzine je dvostruko poveanje broja operacija koje mogu biti izvrene u sekundi), a drugi je poveanje broja tranzistora po ipu (vie tranzistora vee obavljenih zadataka u jednom ciklusu). Npr., sa 8088 procesorom potrebno je oko 80 ciklusa da se izmnoe dva 16-bitna cijela broja, dok danas se mogu izmnoiti dva 32-bitna broja sa plutajuom takom u svakom ciklusu. Neki dananji ipovi omoguavaju ak izvravanje vie od jedne operacije izmeu brojeva sa plutajuom takom u toku jednog ciklusa. Ako se Moore-ov zakon shvati bukvalno, oekivati je onda uveanje procesorske moi 1000 puta svakih 15 do 20 godina. Izmeu 1981. 2001. godine, to je doslovno bio takav sluaj. Brzina se, tokom tog razdoblja, poveala 300 puta, dok se broj tranzistora u ipu uveavao 1400 puta. Procesor iz 2002. godine je 10000 puta bri od onog iz 1982. Ovakav trend traje ve decenijama, i ne postoje nikakve indikacije da e se usporiti. Naunici i ininjeri, razvijajui nove tehnologije, uvijek doseu granice koje ugroavaju Moore-ov zakon. Isto se dogodilo i sa RAM memorijom, te kapacitetom hard diska. 10 MB disk kotao je oko 1000 $ 1982., dok danas 250 GB disk kota 350$ ili ak manje, to znai da je dananji disk 25000 puta veeg kapaciteta i kota treinu cijene onog iz 1982., naravno, zbog Moore-ovog zakona. U istom periodu standardni RAM za kuna raunala poveao se sa 64 kB na 256 MB, to je poveanje od 4000 puta. Jednostavnom ekstrapolacijom dolazi se do injenice da se svakih 20 godina stvari poboljavaju 1000 ili 10000 puta, pa e prema toj teoriji, PC 2020. godine pokretati procesor koji izvrava 10 triliona operacija u sekundi, ima RAM od jednog terabajta i disk od 1 2 petabajta kapaciteta (petabajt = kvadrilion bajta). Ovakva maina je skoro

17

nepojmljiva danas postoje samo dvije ili tri ovakve maine na planeti (npr., mostruozni NEC Earth Simulator sa 5000 procesora koji rade zajedno). 2020. godine svako dijete e igrati video igre na maini koja ima ove karakteristike, a kota 500 $, sve zbog Moore-vog zakona. ta e onda biti 2040.? Tipino kuno raunalo e biti 1000 puta bre nego ono iz 2020. Ljudski mozak moe procesirati oko jednog kvadriliona operacija u sekundi. Dakle, prema Moore-ovom zakonu, raunar iz 2040. mogao bi imati mo procesiranja ljudskog mozga i kotao bi oko 1000 $, sa petabajtom RAM-a i exabajtom disk prostora (exabajt = 1000 kvadriliona bajta). 1981. 2001. 2021. 2041. Procesor 330000 op/s 1 milijarda op/s 10 triliona op/s 10 kvadriliona op/s Kapacitet diska 10 MB 250 GB 1 petabajt 1 exabajt RAM 64 kB 256 MB 1 terabajt 1 petabajt Tabela 1. izmeu 1981. 2002. mo procesora, kapacitet diska i RAM tipinog desktop komjutera dramatino se poveao zbog Moore-ovog zakona. Ekstrapolacija za 2021. i 2041. pokazuje zapanjujui rast komjuterske moi. Naglasak je da e mo jeftinijh kompjutera dosei mo ljudskog mozga u narednih nekoliko decenija. Kompjuterska mo kunog raunara oko 2050. godine bie stvarno zapanjujua. Imae procesor i memorijski kapacitet koji prevazilaze ljudski mozak. ta e onda biti 2100., raunar sa snagom od milion ljudskih mozgova? Nemogue je i zamisliti, ali ne i nevjerovatno. Ljudi ve optimistino priaju o stvaranju tima humanoidnih robota fudbalera koji e biti u stanju pobjediti najbolje ljudske fudbalere. Ti bi roboti trali i utali loptu kao ljudski fudbaleri zvijezde ili ak bolje, ali koji se nikad ne povrijede i nisu umorni. Poenta je veoma jednostavna, oko 2050. oekuje se kuno raunalo od 1000 $ sa kompjuterskom moi i memorijom ljudskog mozga. Ono to im nedostaje danas je svakako mo ljudskog mozga, ali ve od 2030. imaemo toliko silikonskih mozgova da neemo znati ta emo s njima. Trenutno je jedno od kljunih ogranienja ekspanzije robota procesiranje slike tj., sposobnost robota da gleda prizor kao ovjek i da detektuje sve objekte. Bez optih, fleksibilnih algoritama vida, veoma je teko za robota da uradi mnogo. Npr., teko je za slijepog robota da oisti toalet ili da vozi auto. Dio problema je nerazvijena mo CPU-a, ali problem e biti rijeen u narednih 20 30 godina, naravno, zbog Moore-ovog zakona. Drugi dio je softverski problem. Jo nemamo dovoljno dobre algoritme. Procjene su da e do znaajnog napretka doi u narednih 20 godina. Ako se zamisle promjene kad jednom osnovna istraivanja dosegnu algoritme koje trebamo, iznenada e robotima biti lako hodati okolo i manipulisati stvarima u bilo kojem ljudskom okruenju:

robotizirana auta i kamioni su oita primjena ovakvih sistema. Ljudski nemar uzrok je veine saobraajnih nesrea. Sa robotima vozaima, broj nesrea e znaajno opasti i eliminisae se jedan od vodeih uzroka smrtnosti u svijetu.

18

Roboti sa sistemima vida e moi istiti u svakom hotelu, prodavnici, aerodromu i restoranu.

Roboti sa vidom mogu zidati cigle, postavljati crijep i farbati po cijeli dan i no. Roboti sa vidom mogu lako puniti police u trgovinama. Armija robota sa nonim vidom e biti u stanju pruiti uslugu obezbjeenja i

osiguravanja 24 sata na dan. Itd.

Samo jedno podruje istraivanja komjuterski vid e imati golem uticaj, naravno, kad jednom dosegne ciljeve optih, fleksibilnih algoritama procesiranja slike. Ovo je analogno razvoju aviona. Nita se nije dogodilo u polju avijacije dok braa Wright nisu napravila vaan napredak prvim uzlijetanjem aviona. Nakon samo 44 godine bili su mogui supersonini letovi. Kad jednom roboti budu imali fleksibilan i taan vidni sistem, tempo promjena e postati nevjerovatno brz i nezaustavljiv. Razvoj industrija robota je veoma slian razvoju industrije raunara u prethodnih 20 30 godina. Mogunosti robota brzo rastu, isto to se dogodilo i sa raunarima. 1.5 kg teak ovjekov mozak moe obraditi oko 100 triliona instrukcija u sekundi to je tri puta vie nego najmoniji raunar na svijetu Earth Simulator. Prema Moore-vom zakonu performanse procesiranja mogu se poboljati tako da dosegnu taku kad e maina raditi skoro kao i ovjekov mozak. Ali nama jo ne trebaju takvi roboti. Komercijalna i istraivaka iskustva su pokazala da procesna mo od 1000 MIPS-a (miliona instrukcija u sekundi) je dovoljno da vodi mobilne robote u nepoznatom okruenju, prilagoavajui ih stotinama hiljada poslova u industriji ili domainstvima. U prilog injenici da i u industriji robota vrijedi Moore-ov zakon jesu ekonomski i tehniki pokazatelji za period 1990. 2000., u kojem su cijene industrijskih robota naglo padale dok su se u isto vrijeme njihove osobine poboljavale, gledano sa stajalita njihovih mehanikih i elektronskih karakteristika:

lista cijena jedne jedinice 43% broj isporuenih jedinica +782% broj varijanti koje mogu biti isporuene kupcima +400% ukupna nosivost +26% tanost ponavljanja +61% brzina 6 osa +39% maksimalni domet +36% srednje vrijeme izmeu dva zastoja +137% RAM (MB) preko 400 puta jaina procesora +117% maksimalan broj osa koji moe biti kontrolisan +45%.

Cijene, izraene u kontekstu amerikog dolara iz 1990., pale su sa indexa 100 na 57 u istom periodu, ne uzimajui 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 rijeima, prosjean robot prodan 2002. imao bi jednu etvrtinu vrijednosti robota 1990. istih karakteristika ako bi ikako bilo mogue tada proizvesti takvog robota.

19

U isto vrijeme, npr., u SAD-u indeks zamjene radne snage robotima, porastao je sa 100 na 151, to za sobom povlai injenicu da je relativna cijena robota u odnosu na radnu snagu u SAD-u pala sa indeksa 100 u 1990. na 24 u 2002., ne uzimajui u obzir golema poboljanja tokom ovog perioda, a ako se uzmu u obzir onda indeks iznosi 12. I ostale visoko razvijene zemlje imaju sline pokazatelje. Npr., u Njemakoj, relativne cijene robota prema radnoj snazi su pale sa 100 u 1990. na 34 2002., odnosno na 17 ako se uzmu u razmatranje velika poboljanja karakteristika robota. Pad ili stabilizacija cijena robota, poveanje cijena radne snage i stalna poboljanja u tehnologiji su glavne pokretake snage koje govore u prilog stalnoj masovnom ulaganju u robotizaciju industrijskih pogona. ak i u zemljama u razvoju, kao to su Brazil, Meksiko i Kina, ulaganja u robote pokazuju znaajan skok. Danas u svijetu preovladava strahovanje od gubitka radnih mijesta zbog uvoenja robota u razliite grane industrije. Meutim, ta konstatacija nema utemeljenu osnovu. Kad god tehnologija eliminie jednu kategoriju poslova, ona istovremeno ini druge poslove profitabilnijim. Tako je i u sluaju industrije robota koja stvara mnogo zanimljivija radna mjesta koja zaokupljaju ovjekovu panju, kao to su robotski tehniari, ininjeri, softverski programeri itd., ije radno mjesto nije povezano sa dosadnim radom na proizvodnoj traci. Ako se samo pogleda podruje Pittsburg-a (Pensilvanija SAD), sa jednom od najveih koncentracija robotske industrije u svijetu. Otkako je Westhouse zapoeo razvoj robotskog programa u Carnegie Mellon-u prije 25 godina, priblino 30 robotskih preduzea pokrenulo je samo svoje trgovine u tom podruju, a da se ne govori o broju novootvorenih pogona industrije robota. Milenijima veina ovjeanstva je radila na nabavci hrane. Kad je mehanizirana poljoprivreda unitila veinu ovih poslova, ipak nismo propali. ta vie, moderna poljoprivreda omoguila je ovjeanstvu pokretanje industrijskih i informacijskih revolucija. Ljudski rad je nae najvee bogatstvo, stoga kad je tehnologija eliminirala potrebu za njim u podruju poljoprivrede, ekonomija je izvukla koristi, tako to je ljudski rad usmjeren u pravcu ostvarivanja drugih vidova bogatstva. Ako se naa ekonomija aproksimira tako da proizvodi samo dva proizvoda: X i Y. Svaki ovjek proizvodi jedan od ovih artikala i mijenja ga za drugi. Neka npr., proizvod X kota 5 KM i prizvod Y 5 KM, onda je prava cijena prozvoda X jedan prozvod Y. Stvarno, klju oslobaanja straha od robota lei u injenici da ne treba misliti o cijenama izraenim u novcu, ve u ovim relativnim izrazima. Sljedea pretpostavka je da u naem jednostavnom X/Y svijetu roboti ponu veliku proizvodnju. Oni mogu jednostavno promijeniti relativne cijene X-a i Y-a. Eventualno, ako proizvode samo proizvod X, onda e on postati jeftiniji i moe 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 koliine proizvoda X i na taj nain uiniti proizvod Y vrednijim od proizvoda X, podstiui ljude da proizvode Y. U svakom sluaju, za ovjeka uvijek mora biti profitabilno da pravi bar jedan od ovih proizvoda.

20

Jedini sluaj u kojem ljudi ne bi eljeli 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 rijeima, 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 ovjeku mnogo proizvoda X. Zato, manje profitabilni roboti omoguavaju ovjeku uspjenu proizvodnju jednog proizvoda, tj. profitabilnije postaje za ovjeka proizvoditi Y proizvod. Isto kao i to dva ovjeka ne mogu biti manji jedan od drugog nego to jesu, tako i dva proizvoda ne mogu biti jeftinija jedan od drugog. Zato, bez obzira ta roboti pravili u naem X/Y svijetu, za ovjeka e uvijek biti profitabilno proizvoditi najmanje jednu vrstu proizvoda. ak i kad bi roboti pravili velike koliine 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. Uopte, kad se proizvodi jedan proizvod, onda se on koristi za razmjenu za druge proizvode. Ako roboti jeftino proizvode jedan, onda oni ne ine jeftinijim samo taj proizvod, ve i njegovu proizvodnju. Ali proizvodei proizvod X jeftinijim, roboti obavezno ine proizvode Y i Z skupljim, jer e proizvodnja proizvoda Y i Z omoguiti ljudima kupovinu vee koliine proizvoda X. Stoga, kad se razmatraju relativne cijene vidi se da roboti ne mogu unititi druge poslove. Dakle, kad god tehnologija eliminie jednu kategoriju poslova, ona istovremeno ini druge poslove profitabilnijim. U svakom sluaju, osnove za strah nema. Jedino to treba uraditi jeste uskladiti dananju ekonomiju prema zahtjevima trita i kupaca, a to svakako vodi smanjenju cijena gotovih proizvoda robotizacijom postojeih proizvodnih pogona, te razvoj novih djelatnosti, prije svega u robotskoj industriji.

21

4. Usponi i padovi Veina naunika vjeruje da emo konano stvoriti ljudsko bie od plastike, kablova i silikona, ali dok jedni tvrde da je to bliska budunost, drugi tvrde da je put jo dug i trnovit. Danas su u fazi razvoja upotrebe robota kao beba za obuku majki, za kuno ienje, podrku starim osoboma, za pomo u katastrofama, kao osoblje u restoranima brze hrane, roboti kao medicinske sestre, protivnici u igrama na tabli (ah, tavla itd.), za obezbjeenje i ienje prozora. Prema izvjetaju analitikog asopisa Future Horizonts6, predvia se porast ukupnih prihoda od robota sa 4.4 milijardi dolara u 2003.godini, na 59.3 milijarde 2010. godine. Uprkos tome, male su anse da e nae domove nastaniti humanoidni roboti u bliskoj budunosti. Trenutno veina takvih robota ima veoma malu praktinu vrijednost. Glavne kune upotrebe robota su usisivai i kosilice za travu. Prodaja 2003. godine dosegla je 39000, a procjenjuje se da e dostii 20 miliona do 2008. godine. Ako se razmilja o najsloenijem i najsofisticiranijem robotu koji danas djeluje, onda su to svakako dva rovera, Spirit i Oppertunity, koji se trenutno vozaju po povrini crvene planete. Oni imaju prilino veliku autonomiju, i doli su do velikih otkria, ali oni imaju stvarna ogranienja. Izrada i lansiranje ova dva mala rovera veliine kolica u supermarketu kotaju vie od 600 miliona dolara, a jo nisu otkrili dokaze o postojanju vode na Marsu u prolosti. Osim toga to je veoma spor posao. Kada Spirit ili Oppertunity dou do stijene ili velikog kamena, robot mora stati i paljivo pregledati, sporo se kotrljajui okolo, i onda tek nastavlja dalje. Komjuterski umjetni mozak svakog rovera procjenjuje razdaljinu koju prelazi brojei okretaje tokova. Ali oni esto proklizaju u pijesku Marsa, i roboti ustvari prelaze kraa rastojanja od programiranih. Sad ih kontrolori nastoje reprogramirati da koriste vizuelnu orjentaciju. Spirit-u i Opportunity-u treba itav dan da urade ono to ovjek moe za 45 sekundi. Stvarno, treba im 6 mjeseci da pokriju teren koji je pokrivao mjeseev rover kojeg su vozili astronauti Apollo-a na istraivanju Mjeseca. Problem je to robot moe pokriti 60% odreenih aspekata ljudskog ponaanja relativno lako, ali da dosegne 70% treba dvostruko vie poetnog napora i trokova. Zatim je potreban isti takav napor da se dosegne 75%, pa onda 80%. Svako naredno poveanje od 1% zahtjeva istu koliinu napora potrebnog za dostizanje 60%. Primjer ovoj tvrdnji je svakako podruje razvoja vozila bez posade. 6 http://electronics.howstuffworks.com

22

Dananji veliki ljudski gubici koje meunarodne snage trpe u podrujima zahvaena ratnim dejstvima, nagnali su za rjeavanjem ovog problema. Ameriki Konkres poverio je Ministarstvu odbrane zadatak smanjenja kopnenih snaga za jednu treinu do 2015. godine kako bi se zatitilo vojno osoblje. Agencija za napredna istraivanja7 (DARPA) zajedno sa Agencijom za istraivanje 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 prei 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. Oekivano, ni jedno vozilo nije zavrilo trku. Najdui prevaljeni put bio je 7,4 milje. Posljednje vozilo upalo u jarak i zapalilo se. Izgleda da je pred naukom o robotima-vozilima jo dug i bolan put. Meutim, tu nije kraj ljudskim nastojanjima. Ve je otvoren konkurs za narednu godinu, ali je nagrada poveana na 2 miliona dolara.

Ono to je vano istai jesu trokovi 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 ire zajednice. Ovo je 6-toka, amfibija za sve vrste terena, a pokree ga dvocilindrini motor od 25 konjskih snaga, iji je rezervoar kapaciteta 35 galona, maksimalne brzine neto vie od 30 milja na sat, ukupne mase od oko 600 kg. Ovim vozilom upravljaju dva AMD procesora sa distributivnim memorijskim

Slika 16. CajunBot vozilo sistemom i nekoliko mikrokontrolera. Elektrino napajanje omoguuje 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 tane informacije o poloaju. Obini softver kojeg je razvio ovaj tim vri sve od detekcije objekta do planiranja putanje i softver umjetne inteligencije kojeg je razvio Univerzitet, omoguavaju vozilu izbor najkrae putanje dok zaobilazi prepreke. Trokovi mehanikog dijela iznose 15000 $, elektronike 90000 $, te 70000 $ ostala oprema, to ukupno iznosi 175000 $ ne ukljuujui hiljade sati programiranja. Dakle, trokovi izrade prototipa ovakvog vozila su manji od 10% ponuene nagrade. Trud se u svakom sluaju isplati. Velika ulaganja u robotiku su u najmanju ruku rezultat stalnih poboljanja osobina i padajue cijene procesora, senzora i navigacijskih sofvera i drugih tehnologija potrebnih za izradu robota. Postoje softveri koji omoguavaju mobilnim ureajima da kreiraju 3D mapu hodnika ili sobe samo nakon jednog prolaska. Sistemi za globalno navoenje, mogu

7 http://www.darpa.mil/

23

odrediti poloaj bilo kojeg objekta na Zemlji unutar 10 cm, te stalno se nastavlja poboljanje osobina procesora koji upravljaju pokretima robota. Dijelovi postaju mnogo jeftiniji. Iako su u prolosti naunici morali sami razvijati dijelove robota, dananje poslovanje sve vie privlai jeftine dobavljae i firme za razvoj softvera kao to su Intel, Microsoft i Taxas Instruments, te veliki broj manjih firmi kao i pokretanje novih firmi u tim granama industrije.

Isto tako se i mehaniki dijelovi rade u kooperaciji sa mainskom industrijom kako bi se smanjili proizvodni trokovi. Npr., Roomba (robot usisiva) nastao je kao rezultat razvoja robota ve maine u firmi iRobot, koja je pola godine radila besplatno za Hasbro kako bi stekla iskustvo jeftine proizvodnje u industriji igraaka. Slika 17. Roomba

Kao to su vane osobine i cijene, sa stanovita prodaje, vano je i zadovoljenje potreba kupca. Ljudi koji se bave razvojem robota prilagodili su svoje proizvode praktinim zahtjevima kupaca, prije nego koritenje maina kao prikaz tehnolokih mogunosti preduzea ili kao sprave za zabavu.

PackBot firme iRobot je razvijan na taj nain. To je 20 kg teak robot razvijen za izviake misije, pomo ranjenim vojnicima, traenje bojnih otrova i dostave opreme, sve to preko nepristupanog terena. Prilikom operacija u Afganistanu jedan je ak pao sa visine od 8 metara, ispravio se i nastavio dalje. Njime upravlja 800 MHz Linux-ova maina. PackBot-i nisu jeftini; kotaju 50 do 100 hiljada dolara po komadu, ali njihov glavni

Slika 18. PackBot kupac, Vlada SAD-a, je zadovoljna. Osim to su razmjeteni po Iraku i Afganistanu, Armija je dala 25 miliona dolara iRobotu za dalji razvoj samonavodeih bornih kola. Jo jedan nedavni uspjeh je Predator, bezpilotna letjelica koritena za napade na al-Qaidu u Jemenu i drugim lokacijama. Odjel za nacionalnu sigurnost oekuje da e u nekoliko narednih godina izdati nekoliko velikih grantova za ovakve projekte. Na polju robotike ne postoje granice za sticanje ekonomske koristi jedini zahtjev za poduzetnike firme je kupcima orjentisan pristup. Roboti jo nisu snaga u globalnoj ekonomiji. U Sjevernoj Americi npr., godinja proizvodnja robota iznosi oko jedne milijarde dolara, dok svjetska iznosi oko 5 milijardi. Glavnina prihoda potie od ureaja ograniene funkcionalnosti koji se koriste za pakovanje ili na proizvodnim linijama, ali raznovrsni roboti ulaze na trite posljenjih nekoliko godina. Npr., precizna robotska ruka za doktore, sistem koji kota neto vie od milion dolara, moe buiti kost ili praviti rezove. Na taj nain napravljen je veliki korak u hirurgiji jer maina moe veoma precizno kontrolisati svoje pokrete i imati 3D predodbu putem grafikih izraza, to ini bri, manje bolan i jeftiniji oporavak. Danas se 192 ovakva sistema koriste u bolnicama irom SAD-a. Slina je situacija i na tritu mobilnih robota i robota za specifina polja poslovanja. (npr. roboti za rad pod vodom). Oekuje se rast na 5.4 milijardi dolara do kraja ove godine, te na taj nain postati vee i od trita industrijskih robota. Pretpostavlja se da e ovo trite dosegnuti 17 milijardi do 2010. godine.

24

5. Ekonomski pokazatelji Svjetska prodaja industrijskih robota viestruke namjene postigla je vrhunac 1990., kad je dostigla brojku od 80000 jedinica, praena padom tokom 1991.-1993., na 53000 jedinica 1993. Nakon toga slijedi snaan oporavak, koji je kulminirao 1997., kad je postignut nivo od 82000 jedinica. Ipak, 1998. dolazi do pada od 15% na samo 69000 jedinica. Trite se naglo oporavilo 1999., kad je prodano skoro 80000 jedinica to predstavlja poveanje 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% dostiui 68600 jedinica. Nakon dvije godine stagnacije prodaje, u Japanu dolazi do naglog oporavka u 2000. Prodaja svih tipova industrijskih robota bila je vea 32% u odnosu na 1999., dostiui skoro 47000. Ipak, 2001. i 2002. prodaja u Japanu je pala skoro 11% na oko 25400 jedinica. Od 1995. do 2000. trite robota u SAD-u doivljava nagli razvoj svake druge godine, sa laganim padom u godinama izmeu. 1995. 1997. i 1999. prodaja je poveana 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 najvei zabiljeeni broj do tada od 13000 jedinica. 2001. prodaja je pala skoro 17% na 10800, praena padom i 2002. od 8% na neto ispod 10000 jedinica. Uprkos tome, trite robota je prolo mnogo bolje nego trita drugih slinih proizvoda. Npr., trite alatnih maina u SAD-u 2002. pretrpjelo je pad od 36%, dakle vie od tri puta u odnosu na robote. Isti je trend u Japanu i Njemakoj, gdje je pad iznosio 32% odnosno 20%, u odnosu na pad od 11% odnosno 7% na tritu 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%, trite EU raste od 1994. godine, te 2001. godine dostie dvocifreni broj. Dolazi do zaustavljanja rasta 2002., kad je zabiljeen pad od 16% na neto manje od 26000 jedinica. U svim zemljama EU dolo je do pada, dok u Velikoj Britaniji je zabiljeen pad od 61%. UNECE/IFR kvartalni izvjetaj o nivou prodaje robota irom svijeta za 2003., koji ukljuuje najvea svjetska preduzea, pokazuje na poveanje od 26% u odnosu na isti period 2002. godine. To je najvei nivo narudbi industrijskih robota ikad zabiljeen. Nivo narudbi po regionima tokom prve polovine 2003. godine u poreenju sa istim periodom 2002., izgleda: Sjeverna Amerika +35%, Evropa +25%, Azija +18%, ostali regioni 19%. Izvjetaj ukazuje da je na vidiku veoma snaan oporavak kao rezultat poveanih ulaganja u robotizaciju proizvodnih pogona razliitih grana industrije. Ukupna prodaja za prvu polovinu 2003. iznosi 80000 robota u odnosu na 68600 u 2002.

25

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, praena od poetka koritenja industrijskih robota 60.-ih do kraja 2002. iznosi oko 1328000 jedinica. Mnogi od starijih tipova robota su uklonjeni iz procesa proizvodnje, zbog ega je njihov broj u upotrebi znatno manji. Procjenjuje se ih je krajem 2002. u svijetu bilo izmeu 770000 i 1050000 jedinica. Minimalan broj dobijen je na osnovu pretpostavke da prosjean vijek trajanja industrijskog robota je 12 godina. Meutim, dananje studije ukazuju da bi taj vijek mogao biti ak 15 godina, to za posljedicu ima maksimalan broj od 1050000 jedinica. Minimalni broj od 770000 moe se uporediti sa brojem od 756000 na kraju 2001., to je porast neto manji od 2%. Od toga je 350000 u Japanu, 233000 u EU i oko 104000 u Sjevernoj Americi. U Evropi na prvom mjestu je Njemaka sa neto manje od 105000 jedinica, a slijede je Italija sa 47000, Francuska 24000, panija 18000 i Velika Britanija sa 14000. Trite robota u Japanu doivjelo je procvat 80.-ih i ranih 90.-ih. Optimizam je bio neogranien. ini se da sve to 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 poveao 6% u oba regiona. Predvia se poveanje na svjetskom tritu industrijskih robota sa 68600 jedinica 2002. na neto preko 91000 2006., ili prosjeno oko 7.4% godinje. Oekuje se porast prodaje i u Japanu zbog zahtjeva za izmjenom dotrajalih jedinica. Procjenjuje se porast sa 25400 2002. na 34000 2006., imajui na umu veliki pad proteklih nekoliko godina, ovo predstavlja veoma slab oporavak. Oekivani porast u EU sa 25900 2002. za 2006. iznosi oko32000, to predstavlja prosjeni godinji porast od 5.3%., dok se za Sjevernu Ameriku predvia porast od 9.9% ili izmeu 14000 i 15000 jedinica 2006. S obzirom na broj jedinica, predvia se da broj industrijskih robota u upotrebi u svijetu e narasti sa 770000 na kraju 2002. na 875000 na kraju 2006., ili prosjeni godinji 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 predvia se pad na 333000 do kraja 2006. Ne raunajui Japan i Republiku Koreju, predvia se porast broja industrijskih robota u upotrebi u ostatku svijeta sa 375000 na 542000 u periodu 2002-2006 ili 9.5% godinje. U SAD-u prognoza je 135000 jedinica u 2006, dok je za EU taj broj 304000, od kojih 136000 u Njemakoj, 62000 u Italiji, 32000 u Francuskoj i 14000 u Velikoj Britaniji.

26

Ova predvianja su u odnosu na minimalan broj. Ako se pretpostavi da je vijek trajanja vei (15 umjesto 12 godina), to bi povealo broj.

Slika 19. Godinja instalacija robota 2001.-2002., i predvianja do 2006.

Slika 20.Ukupna instalacija robota do 2002., i predvianja do 2006.

S obzirom na gustou robota prema ukupnom broju zaposlenih, drave mogu biti razvrstane u 5 grupa, iskazanu brojem robota na 10000 zaposlenih u proizvodnji. Prva grupa obuhvata Japan i Republiku Koreju. 2002. gustoa za ove dvije drave iznosila je 310, odnosno 130. Dok gustoa u Koreji biljei brz rast, u Japanu pada od dostignutog vrhunca 1998. Na vrhu druge grupe je Njemaka sa gustoom 2002. od 135 u, a prate je Italija sa 109, vedska 91 , Finska 68, Francuska 67, i panija 66. Treu grupu ine SAD, zemlje Beneluksa, Danska, Austrija i Velika Britanija ije gustoe se nalaze u intervalu od 58 do 36. U Norvekoj i Australiji iznosi 21, odnosno 33, dok je posljednji u etvrtoj grupi Portugal sa 9. Zemlje centralne i istone Evrope izuzimajui eku imaju veoma malu gustou. Bez obzira na velike razlike u EU, dobro je zapaziti da je gustoa EU vea oko 50% od one u SAD-u.

27

U industriji motornih vozila gustoa robota prema zaposlenim iznosi: Japan je vodei sa 1700 robota na 10000 radnika, slijedi Italija sa gustoom 1130, Njemaka 1000, SAD 770, panija 760, Francuska 630, vedska 570 i Velika Britanija 550. Zato ove zemlje imaju veoma slian tehnoloki nivo s obzirom na upotrebu robota u industriji motornih vozila. Osim robota za domainstvo i robota za zabavu, skoro svi usluni roboti koji su stavljeni u funkciju do, ukljuujui i, 2002. su roboti za pojedine tipove poslova. Najvea podruja upotrebe ovih tipova robota su podvodni, medicinski, roboti za ruenje, mobilne robotske platforme za viestruku upotrebu, labaratorijski roboti i roboti za ienje. 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 istai 18%, roboti za ruenje 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 podruja 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 domainstvu i za zabavu, trini podaci, izraeni u ameriki dolarima, mogu se znatno razlikovati od trinih podataka izraenih u jedinicama proizvoda. Usluni roboti za linu upotrebu posmatraju se odvojeno, jer vrijednost jedinice ovog tipa je samo mali dio vrijednosti grupe za profesionalnu upotrebu. Oni se takoe proizvode za iroko trite sa potpuno razliitim trinim kanalima. Do sada, ovi tipovi robota u najveem broju obuhvataju robote za domainstvo, koji ukljuuju robote usisivae i kosilice, te roboti za zabavu (igrake i roboti za hobi). Prodaja robota kosilica je u naglom porastu i prelazi 10000 jedinica sa tendencijom rasta. Potencijal trita je veoma velik. Prodaja robota usisivaa poela je krajem 2001., sa velikim proirenjem trita 2002. i 2003. Do kraja 2002. procjenjuje se da je prodano oko 54000 jedinica svih tipova robota za domainstvo, dok taj broj za robote za zabavu iznosi skoro 550000 jedinica. Predvianja za period 2003.-2006.: 30000 novih jedinica uslunih robota za pojedine tipove poslova e biti stavljeno u funkciju. Podruja upotrebe sa snanim rastom su medicina sa 6000 novih jedinica, roboti za nadgledanje i sigurnost 3800, podvodni roboti 3000, mobilne robotske platforme za viestruku upotrebu 2800, roboti za ienje 1700 i roboti za industriju mlijeka 1450. Za isti period oekuje se prodaja preko 2.1 milion jedinica robota za linu upotrebu. Prodaja robota za kuanstvo (usisivai, kosilice, perai prozora itd.) dostie 638000 jedinica. Trite robota za zabavu preie 1.5 milion jedinica, od kojih velika veina je vrlo jeftina. Prije par decenija 90% ukupnog broja robota bilo je koriteno u automobilskoj industriji, obino na proizvodnim linijama radei razliite ponovljive poslove. Danas je situacija

28

drugaija, svega 50% robota je instalirano u automobilskoj industriji, dok je druga polovina rairena u drugim granama industrije, skladitima, elektranama, bolnicama, itd. Danas su roboti obino viestruke namjene, tako da mogu biti veoma lako reprogramirani za izvrenje drugaijeg tipa poslova. Zato se danas ne moe govoriti o robotu za izvravanje samo jedne vrste posla. Ekonomski pokazatelj opravdanosti ulaganja u robote je svakako porast GDP-a. Opta je tendencija u svijetu da poveana ulaganja u robotizaciju dovode i do porasta GDP-a. Ako se uzme u obzir samo EU, prema Statistical Office of the European Communities8, 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/

29

6. Zakljuak Prednosti robota u industriji ukljuuju poboljanje upravljanja kontrolnom, produktivnosti uz osiguranje ponovljivosti visokog kvaliteta proizvoda. Primjer je jedan obini robot za luno zavarivanje. Vrijeme zavarivanja prelaskom sa runog na rad robota smanjilo se za 80%, a sa automata za zavarivanje na robote za 66%, pri emu je kvaliteta svakog zavarenog spoja ista. Roboti mogu raditi bez prestanka dan no na radnim linijama bez gubitka performansi, a ne uzimajui u obzir humanizaciju rada. Dakle, roboti mogu uveliko smanjuje trokove proizvodnje. Kao rezultat njihovog koritenja, drave koje uspjeno koriste robote imae ekonomske prednosti na svjetskom tritu. Uvedeni na pravi nain, roboti mogu unaprijediti kvalitet ivota oslobaajui ovjeka prljavtine, dosade, opasnih i tekih poslova. Istina je da roboti mogu izazvati nezaposlenost zamjenjujui ovjeka kao radnika, ali oni u isto vrijeme usmjeravaju ljudsko poslovanje prema otvaranju novih radnih mjesta: robotski tehniari, prodavai, ininjeri, programeri i nadzornici. Ne mogu a da ne spomenem i dravu u kojoj ivim. U tom pogledu vie od rijei govori karikatura O. Reisingera prikazana na donjoj slici.

30

7. Literatura Udbenici:

1. Prof. dr. Tugomir urina, mr. Mladen Crnekovi, Industrijski roboti, kolska knjiga, zagreb 1990.

2. v. prof. dr. Remzo Dedi, Humanoidni roboti, udbenik u izradi Web stranice:

1. http://www.cs.bham.ac.uk 2. http://www.robotics.utexas.edu 3. http://free-os.htnet.hr 4. http://www.marshallbrain.com 5. http://electronics.howstuffworks.com 6. http://news.com.com 7. http://library.thinkquest.org 8. http://www.cs.indiana.edu 9. http://www.research.ibm.com 10. http://www-formal.stanford.edu 11. http://www.unece.org 12. http://www.darpa.mil/ 13. http://www.travelblog.org 14. http://www.sandia.gov/events 15. http://epp.eurostat.cec.eu.int/