اختراعات مهم تاریخ

ربات

US2988237
جورج دول

سال‌هاست که یکی از ایده‌های سینمایی مطرح برای ساخت فیلم‌های جذاب، معطوف به آینده‌ای است که به غیر از انسان‌ها، ربات‌ها نیز نقش‌های اساسی را در اجتماعات بشری به عهده گرفته‌اند. شاید در گذشته نه چندان دور، کلمه ربات، نهایتاً در اسباب‌بازی‌ها یا همین فیلم‌های سینمایی خلاصه می‌شد، اما آنچه در حال حاضر با آن روبرو هستیم، استفاده‌ای همه‌جانبه از ربات‌های مختلف، برای کاربردهایی متنوع است. بدون شک در پاسخ به این سؤال که توسعه کدام فناوری‌ها، راحتی بیشتر در زندگی بشر را به همراه خواهد داشت، یکی از گزینه‌ها، رباتیک خواهد بود. ربات‌ها ماشین‌هایی هستند که برخی شبیه به انسان و برخی به اقتضای کاری که انجام می‌دهند، شکلی متفاوت دارند. اگرچه این ماشین‌ها در ابتدای پیدایش، فقط ابزار سرگرمی انسان‌ها بودند، ولی امروزه برای انجام دامنه وسیعی از کارها، قابل‌برنامه‌ریزی می‌باشند و با توسعه فناوری‌های جدیدی همچون هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، قابلیت تصمیم‌گیری نیز به آن‌ها افزوده‌شده است و شاید در آینده‌ای نه‌چندان دور، دیگر نیاز نباشد که حتی برای انجام کارهای مختلف، برنامه‌ریزی شوند.

ربات‌ها در حال تغییر تمام جنبه‌های زندگی انسان‌ها هستند. امروزه بیشترین استفاده از ربات‌ها، در صنعت صورت می‌گیرد. این فناوری، باعث افزایش کارایی و ایمنی در صنعت شده است. پشت دیوار کارخانه‌ها، ربات‌ها کارهایی را انجام می‌دهند که برای انسان غیرقابل انجام و یا بسیار خطرناک است. این موجودات کم‌توقع و خستگی‌ناپذیر، در بدترین شرایط، همچون دماهای بسیار بالا یا حضور مواد شیمیایی خطرناک، به انجام امور محوله می‌پردازند. قسمت اعظم وظایف ربات‌ها در کارخانه‌ها، امور تکراری تولید است. کارایی و دقت کارگران در انجام امور تکراری تولید، به‌شدت افت می‌کند و حتی بر اساس مطالعات انجام‌گرفته، انجام امور تکراری توسط کارگران، می‌تواند تأثیرات منفی فراوانی بر روی روان آن‌ها داشته باشد. این در حالی است که ربات‌ها با حفظ کارایی و دقت اولیه‌ای که داشته‌اند، در شیفت‌های متوالی می‌توانند چنین کارهایی را انجام دهند. ربات‌ها در مهار کردن آتش، به کمک آتش‌نشانان می‌آیند. کارهای زیادی را در عملیات نیروهای پلیس، ازجمله خنثی‌سازی بمب‌ها و تحت نظر داشتن صحنه درگیری، انجام می‌دهند. ربات‌های فضانورد، به‌طور گسترده‌ای توسط آژانس‌های فضایی، در اکتشافات مورد استفاده قرار می‌گیرند. ربات‌های جراح، برای انجام اعمال جراحی از راه دور، توسعه یافته‌اند و از آن‌ها برای انجام اعمال جراحی در مناطقی که جراح حضور ندارد، مانند میدان جنگ، استفاده می‌گردد. این موجودات، کم‌کم وارد منازل نیز شده‌اند و به انجام امور خانه، نگهداری از سالمندان و کودکان نیز می‌پردازند. به‌واسطه توسعه فناوری هوش مصنوعی، ربات‌های دستیار معلم و استاد نیز توسعه داده‌شده است و دیگر دانشگاه‌های رباتیک، در کنار کارخانه‌های صد در صد رباتیک، دور از تصور نیست.

بشر از دیرباز به ایده ربات علاقه‌مند بوده است و با وجود اینکه دانش و فناوری ساخت آن را نداشت، ولی این موضوع باعث نشده بود که به ایده‌پردازی در مورد آن روی نیاورد. همانند اتومبیل، عده‌ای از مورخین، اولین طرح ربات انسان‌نما را به «لئوناردو داوینچی» در سال ۱۴۹۵ میلادی نسبت می‌دهند. دفتر منسوب به وی که در سال ۱۹۵۰ پیدا شد، حاوی طرح‌های کامل و با جزییات دقیق از یک شوالیه مکانیکی زره‌پوش بوده که توانایی نشستن و برخاستن و تکان دادن بازوها، سر و فک خود را داشت. البته این موضوع که چنین شوالیه‌ای ساخته‌شده بود و یا تنها در حد یک نقشه و طرح بود، چندان مشخص نیست.

در قرن هیجدهم، تعداد زیادی ماشین خودکار مکانیکی ساخته‌شده بود که توانایی‌هایی مانند حرکت اجزا، اجرای موسیقی و نقاشی را داشتند. در واقع، تا قبل از سال ۱۹۲۱، از واژه «automata» یا ماشین خودکار، برای ربات استفاده می‌شد. تا این‌که «کارل کاپک»، نویسنده اهل چک، در یکی از آثار معروف خود، از این واژه که ریشه چک داشته و به معنی کار و نیروی کار است، استفاده نمود. یکی از افراد نامی در ساخت ربات، هنرمند و مخترع فرانسوی «Jacques de Vaucanson» بود. وی در سال ۱۷۳۱، رباتی ساخت که فلوت می‌نواخت و در سال ۱۷۳۹ میلادی نیز، اردک رباتی ساخت که همگان را متعجب نمود. این اردک، شامل تعداد زیادی جزء مکانیکی بود. به‌طوری‌که فقط بال آن، از ۴۰۰ قطعه تشکیل شده بود. ربات می‌توانست حرکات یک اردک واقعی را تقلید نموده، آب بنوشد، دانه بخورد و دانه‌هایی را که خورده بود را هضم و دفع نماید. مخترع این اردک، مدعی بود که یک مکانیزم پیچیده شیمیایی، برای ترکیب غذا با آب و هضم آن‌ درون اردک وجود دارد؛ اما بعدها معلوم شد که دانه‌ها وارد یک محفظه شده و فضولات از محفظه دیگری که قبلاً در آن گذاشته شده بود، خارج می‌شد. در همین زمان، «هیساشجی تاناکا»، کسی که به ادیسون ژاپن معروف بود و کمپانی توشیبا را بنیان کرد، تعدادی ربات با قابلیت نقاشی، پرتاب تیر کمان و حتی سرو چایی، ساخت.

 

 

 رباتی با نام «اریک»، جزء اولین ربات‌های انسان‌نما بود که بعد از ساخت، به‌سرعت معروف شد. این ربات که در سال ۱۹۲۸ میلادی، توسط «ویلیام ریچارد» در انگلیس ساخته شد، با ظاهری شبیه به انسان، می‌توانست بسیاری از کارهای انسان را تقلید نماید. اریک چشم‌های خود را تکان می‌داد، می‌نشست و بلند می‌شد و با استفاده از ارتباط رادیویی، می‌توانست به چندین زبان صحبت کند. از این ربات، به‌عنوان ربات سخنران یاد می‌شود. در عکس‌های موجود، این ربات برای خیل عظیمی از جمعیت سخنرانی می‌کند! این ربات طی تورهای جهانی، در کشورهای متعددی به نمایش گذاشته شد.

موضوع جالب این است که پتنتی برای چنین ربات‌هایی ثبت‌نشده و مخترعین آن‌ها، تمایل داشتند که مکانیزم آن‌ها را رمزآلود نگاه دارند. از ربات اریک هم، به‌جز تعدادی عکس و فیلم، چیزی باقی نمانده است.

تمامی ربات‌هایی که تا اواسط قرن بیستم ساخته شده بود، بیشتر جنبه سرگرمی داشتند. این ربات‌ها، قابل‌برنامه‌ریزی برای کارهای متعدد نبوده و از فناوری‌های دیجیتال که به‌سرعت در حال ‌توسعه بودند، بهره چندانی نداشتند؛ تا این‌که در سال ۱۹۵۴، اولین ربات دیجیتالی و قابل‌برنامه‌ریزی، توسط جورج دول «George Devol» ساخته شد. وی را به‌عنوان پدر علم رباتیک می‌شناسند. جورج دول، در دهم دسامبر همان سال، درخواستی برای بازوی رباتیکی که ساخته بود، ثبت نمود و قریب به شش سال بعد، در سیزدهم جولای ۱۹۶۱، موفق به اخذ گواهی ثبت اختراعی به شماره «US2988237»، از دفتر ثبت اختراعات و علائم تجاری آمریکا «USPTO» گردید. جالب است که جورج دول در این پتنت، از واژه ربات استفاده نکرده و به‌جای آن، از دستگاه چندکاره انتقال استفاده نموده است. در درخواست این پتنت، ادعا شده که برای اولین بار، امکان ساخت ماشین‌های چندکاره برای طیف وسیعی از کاربردها در اموری که نیاز به کنترل دیجیتال دارند را فراهم می‌نماید. در این ربات، از لامپ خلأ، به‌عنوان سوییچ‌های دیجیتال استفاده‌شده بود که در نسخه‌های بعدی، با ترانزیستور جایگزین شدند. لازم به ذکر است که این بازوی رباتیک، می‌توانست فرامین را از نوارهای مغناطیسی خوانده و اجرا نماید.

جورج دول، بعد از دریافت گواهی ثبت اختراع خود، به همراه انگلبرگر «Engelberger»، کسی که ایده ساخت ربات را هنگام صحبت در مورد فیلمی تخیلی در ذهن وی به وجود آورده بود، شرکتی تأسیس نمود و با اعطای مجوزهای بهره‌برداری به کاوازاکی ژاپن و نوکیای فنلاند، فناوری مربوط به ربات را به اروپا و ژاپن صادر نمود. این بازوی رباتیک که بعدها «یونیمیت» نام‌گذاری شد، برای اولین بار در سال ۱۹۶۱، توسط شرکت جنرال موتورز به خدمت گرفته شد و از آن برای جابجایی قطعات ریخته‌گری شده و جوش دادن آن‌ها به اسکلت خودروها در خطوط مونتاژ، استفاده شد. چنین کاری، برای کارگران به‌واسطه مسمومیت ناشی از انتشار گازهای خطرناک یا سوختگی، می‌توانست خطرناک باشد. بعد از جنرال موتورز، کمپانی‌های فورد و کرایسلر، از ربات‌ها به‌طور گسترده‌ای در خطوط مونتاژ خود استفاده نمودند. صنایع ژاپن، به‌ویژه صنعت خودروسازی که پیش‌بینی کمبود نیروی کار برای آن‌ها وجود داشت و در عین حال، به‌دنبال ارتقای کیفیت محصولات خود بودند، به‌سرعت یونیمیت را به خدمت گرفتند. همان‌طوری که اشاره شد، کمپانی کاوازاکی ژاپن نیز، اولین ربات یونیمیت خود را در سال ۱۹۶۹ تولید نمود و راه را برای اتوماتیک شدن صنایع ژاپن باز کرد. این موضوع، باعث شد که شرکت‌های ژاپنی در بسیاری از زمینه‌ها، از همتایان آمریکایی خود پیشی بگیرند و این مسئله‌ای بود که نگرانی جورج دول را به همراه داشت؛ چراکه با این اعطای مجوز بهره‌برداری، علناً کشورش ابتکار عمل در صنعت رباتیک را از دست داده و آن را به ژاپنی‌ها هدیه کرده بود.

 

 

جورج دول، مهندس و مخترع خودآموزی بود که زندگی‌اش را صرف اختراعات مختلفی نمود. وی آخرین پتنت خود را در سال ۲۰۱۱ میلادی و در ۹۸ سالگی دریافت نمود و از دنیا رفت. در این سال، نام او در تالار مشاهیر آمریکا قرار گرفت. در بیانیه آن، آمده بود که پتنت وی برای اولین ربات دیجیتالی قابل‌برنامه‌ریزی، باعث پیدایش صنعت رباتیک مدرن شد که کارخانه‌ها را به محلی ایمن‌تر تبدیل نموده، بهره‌وری آن‌ها را افزایش داده و باعث شده است که دقت و تطبیق‌پذیری محصولات تولیدی، افزایش یابد. بسیاری از مجلات معتبر، ربات یونیمیت را در زمره پنجاه اختراع برتر پنجاه سال اخیر قرار داده‌اند.