Un robot (pron. robòt o robó, all'inglese ròbot) è una qualsiasi macchina (più o meno antropomorfa) in grado di svolgere, più o meno indipendentemente, un lavoro al posto dell'uomo. Il nome proviene dalla parola ceca robota che significa lavoro pesante, a sua volta derivata dall'antico slavo ecclesiastico rabota, servitù; raramente è italianizzato in roboto (robòto).
Origine del termine
Il termine robot deriva dal termine ceco robota, che significa lavoro pesante o lavoro forzato (al plurale in ceco è roboty, mentre in italiano è invariabile). L'introduzione di questo termine si deve allo scrittore ceco Karel Čapek, il quale usò per la prima volta il termine nel 1920 nel suo dramma teatrale R.U.R. per definire l'operaio artificiale. In realtà come affermato dall'autore stesso nel testo La parola robot, non fu il vero inventore della parola, che gli venne suggerita al posto dell'originario "labor" dal fratello Josef, scrittore e pittore cubista. I due avevano già affrontato il tema in alcuni testi scritti a quattro mani e in particolare nel racconto del 1917 di Josef Čapek, Opilec (L'ubriacone), nel quale però aveva usato il termine automat, automa. Il grande successo delle rappresentazioni dell'opera di Čapek in tutto il mondo servì a diffondere il termine robot, che è stato poi assimilato in quasi tutte le lingue del mondo.
Secondo altre ricerche, tuttavia, la parola robot compariva già verso la metà del XIX secolo: in The Modern Vassal di John Wilmer (1849), in Elements of Political Economy di Henry Dunning Macleod (1848), in The Village Notary. A Romance of Hungarian Life di József Eötvös (1850), in Austria di Peter Evan Turnbull (1849), in Hungary in 1851 di Charles Loring Brace (1852), in Il caso dell'uomo deforme di Sir Arthur Conan Doyle (1893). Il vocabolo risulterebbe dunque esistente oltre mezzo secolo prima che la adoperasse Čapek e ben diffuso in Europa centro-orientale per indicare la servitù della gleba. Esiste inoltre un vocabolario ceco-italiano stampato nel 1831 a Praga che registra la parola robot traducendola come "giorni di lavoro". In conclusione, il vocabolo non sarebbe stato coniato da Čapek ma risalirebbe, almeno, a quasi un secolo prima di questa sua attribuzione.
La radice della parola non è solo della lingua ceca, infatti parole simili esistono in varie lingue slave: robota significa lavoro anche in , ed in ed è rabota; in polacco esiste anche il termine robotnik, operaio, mentre il verbo robić significa fare.
Anche se i robot di Čapek erano uomini artificiali organici, la parola robot viene quasi sempre usata per indicare un uomo meccanico. Il termine androide (dal greco anèr, andròs, uomo, e che quindi può essere tradotto a forma d'uomo) può essere usato in entrambi i casi, mentre un cyborg (organismo cibernetico o uomo bionico) indica una creatura che combina parti organiche e meccaniche (uomo bionico).
Il termine robotica venne usato per la prima volta (su carta stampata) nel racconto di Isaac Asimov intitolato Bugiardo! (Liar!, 1941), presente nella sua famosa raccolta Io, robot. In esso, egli citava le tre regole della robotica, che in seguito divennero le Tre leggi della robotica (poi accresciute a quattro con l'introduzione della Legge Zero).
L'idea di persone artificiali risale almeno all'antica leggenda di Cadmo, che seppellì dei denti di drago che si trasformarono in soldati; e al mito di Pigmalione, la cui statua di Galatea prese vita. Nella mitologia classica, il deforme dio del metallo (Vulcano o Efesto) creò dei servi meccanici, che andavano dalle intelligenti damigelle dorate a più utilitaristici tavoli a tre gambe che potevano spostarsi di loro volontà. La leggenda ebraica ci parla del Golem, una statua di argilla, animata dalla magia cabalistica. Nell'estremo Nord canadese e nella Groenlandia occidentale, le leggende Inuit raccontano di Tupilak (o Tupilaq), che può essere creato da uno stregone per dare la caccia e uccidere un nemico. Usare un Tupilaq per questo scopo può essere un'arma a doppio taglio, in quanto una vittima abbastanza ferrata in stregoneria può fermare un Tupilaq e riprogrammarlo per cercare e distruggere il suo creatore.
Il primo progetto documentato di un robot umanoide venne fatto da Leonardo da Vinci attorno al 1495. Degli appunti di Da Vinci, riscoperti negli anni cinquanta, contengono disegni dettagliati per un cavaliere meccanico, che era apparentemente in grado di alzarsi in piedi, agitare le braccia e muovere testa e mascella. Il progetto era probabilmente basato sulle sue ricerche anatomiche registrate nellUomo vitruviano.
Il primo robot funzionante conosciuto venne creato nel 1738 da Jacques de Vaucanson, che fabbricò un androide che suonava il flauto, così come un'anatra meccanica che, secondo le testimonianze, mangiava e defecava. Nel racconto breve di E.T.A. Hoffmann L'uomo della sabbia (1817) compariva una donna meccanica a forma di bambola, nel racconto Storia filosofica dei secoli futuri (1860) Ippolito Nievo indicò l'invenzione dei robot (da lui chiamati "omuncoli", "uomini di seconda mano" o "esseri ausiliari") come l'invenzione più notevole della storia dell'umanità, e in Steam Man of the Prairies (1865) Edward S. Ellis espresse l'affascinazione americana per l'industrializzazione. Giunse un'ondata di storie su automi umanoidi, che culminò nellUomo elettrico di Luis Senarens, nel 1885.
Una volta che la tecnologia avanzò al punto che la gente intravedeva delle creature meccaniche come qualcosa più che dei giocattoli, la risposta letteraria al concetto di robot rifletté le paure che gli esseri umani avrebbero potuto essere rimpiazzati dalle loro stesse creazioni. Frankenstein (1818), che viene spesso definito il primo romanzo di fantascienza, è divenuto un sinonimo di questa tematica. Quando il dramma di Čapek, R.U.R., introdusse il concetto di una catena di montaggio operata da robot che costruivano altri robot, il tema prese delle sfumature politiche e filosofiche, ulteriormente disseminate da film classici come Metropolis (1927), il popolare Guerre stellari (1977), Blade Runner (1982) e Terminator (1984).
Descrizione
Nel linguaggio comune, un robot è un'apparecchiatura artificiale che compie determinate azioni in base ai comandi che gli vengono dati e alle sue funzioni, sia in base ad una supervisione diretta dell'uomo, sia autonomamente basandosi su linee guida generali, magari usando processi di intelligenza artificiale; questi compiti tipicamente dovrebbero essere eseguiti al fine di sostituire o coadiuvare l'uomo, come ad esempio nella fabbricazione, costruzione, manipolazione di materiali pesanti e pericolosi, o in ambienti proibitivi o non compatibili con la condizione umana o semplicemente per liberare l'uomo da impegni.
Un robot così definito dovrebbe essere dotato di connessioni guidate dalla retroazione tra percezione e azione, e non dal controllo umano diretto. L'azione può prendere la forma di motori elettromagnetici, o attuatori, che muovono un arto, aprono e chiudono una pinza, o fanno deambulare il robot. Il controllo passo-passo e la retroazione sono forniti da un programma che viene eseguito da un computer esterno o interno al robot, o da un microcontroller. In base a questa definizione, il concetto di robot può comprendere quasi tutti gli apparati automatizzati.
In alternativa, il termine robot viene usato per indicare un essere artificiale, un automa o androide, che replichi e somigli ad un animale (reale o immaginario) o ad un uomo. Il termine ha finito per essere applicato a molte macchine che sostituiscono direttamente un umano o un animale, nel lavoro o nel gioco. In questo modo, un robot può essere visto come un tentativo di biomimica. L'antropomorfismo è forse ciò che ci rende così riluttanti a riferirci a una moderna e complessa lavatrice, come a un robot. Comunque, nella comprensione moderna, il termine implica un grado di autonomia che escluderebbe molte macchine automatiche dal venire chiamate robot. Si tratta di una ricerca per robot sempre più autonomi, il che è il maggiore obbiettivo della ricerca robotica e il motivo che guida gran parte del lavoro sull'intelligenza artificiale.
Le discipline coinvolte nella progettazione e realizzazione dei robot sono molteplici: robotica, cibernetica, meccanica, automatica, elettronica, meccatronica, informatica, intelligenza artificiale, ecc.
Caratteristiche
I robot utilizzati sono di fatto dei sistemi ibridi complessi costituiti da vari sottosistemi quali computer (es. microcontrollori) ovvero da una parte hardware elettronica opportunamente programmata tramite software che regola o controlla una parte meccanica costituita da servomeccanismi per l'esecuzione dei compiti meccanici desiderati; esistono moltissime tipologie di Robot differenti sviluppate per assolvere i compiti più disparati. Ormai è larghissimo l'impiego dei robot nell'industria metalmeccanica (es. catene di montaggio) e non solo. Si possono catalogare i robot in due macro categorie: "autonomi" e "non autonomi".
Robot non autonomi I robot "non autonomi" sono i classici robot utilizzati per adempiere a specifici compiti che riescono ad assolvere in maniera più efficace dell'uomo; alcuni casi sono i robot utilizzati nelle fabbriche (robot industriale) con l'enorme vantaggio di poter ottenere una produzione più precisa, veloce ed a costi ridotti senza utilizzo o con ridotta manodopera umana; oppure i robot utilizzati per lavorare in ambienti ostili (ad esempio su Marte) o con sostanze tossiche; questi robot sono detti "non autonomi" poiché sono guidati da un software deterministico che fa eseguire loro il lavoro in modo ripetitivo (vedi automazione industriale) oppure sono direttamente pilotati dall'uomo (vedi i robot utilizzati dagli artificieri).
Tra gli esempi di robot "non autonomi" gli ultimi esemplari introdotti nella catena di montaggio del modello Fiesta negli stabilimenti di Colonia in Germania della Casa automobilistica Ford. Già dall'agosto 2016 sono in fase di sperimentazione l'uso dei CO-BOTS robot collaborativi in grado di lavorare insieme agli operai della catena di montaggio.
Robot autonomi I robot "autonomi" sono invece caratterizzati dal fatto che operano in totale autonomia ed indipendenza dall'intervento umano e sono in grado di prendere decisioni anche a fronte di eventi inaspettati. Questi Robot sono programmati solitamente con algoritmi che si rifanno a tecniche di intelligenza artificiale: algoritmi genetici, logica fuzzy, apprendimento automatico, reti neurali. I robot autonomi sono adatti a svolgere compiti in ambienti non noti a priori; tipicamente si tratta di robot mobili. Alcuni piccoli robot autonomi vengono utilizzati per il taglio dell'erba nei giardini e nelle pulizie domestiche: essi autonomamente decidono quando partire, dove tagliare/pulire e quando tornare alla base per ricaricarsi.
Nell'industria cinematografica l'uso dei robot è applicato nella realizzazione degli effetti speciali, realizzando macchine comandate (gli animatroni) che simulino al meglio la verosimiglianza dei movimenti (ad esempio lo squalo utilizzato nel film Lo squalo o i dinosauri di Jurassic Park). Massimi realizzatori di questo genere di robot sono stati Carlo Rambaldi e Stan Winston.
Generazioni di robot
Robot di prima generazione: si definiscono così, i robot in grado semplicemente di eseguire sequenze prestabilite di operazioni indipendentemente dalla presenza o dall'intervento dell'uomo. Robot di seconda generazione: questi robot hanno la capacità di costruire un'immagine (modello interno) del mondo esterno, di correggerla e perfezionarla continuamente. È in grado di scegliere la migliore strategia di controllo. Il robot di seconda generazione è in grado di finire ciò che gli è stato programmato malgrado la presenza di fenomeni di disturbo non prevedibili a priori.