25.07.2013 Views

Humanoidné roboty, história, súčasnosť a perspektívy - TUKE

Humanoidné roboty, história, súčasnosť a perspektívy - TUKE

Humanoidné roboty, história, súčasnosť a perspektívy - TUKE

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH<br />

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY<br />

<strong>Humanoidné</strong> <strong>roboty</strong>, <strong>história</strong>, <strong>súčasnosť</strong> a <strong>perspektívy</strong> -<br />

technologicko - ekonomická analýza<br />

2010 Imrich ĎURAŠKO


TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH<br />

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A INFORMATIKY<br />

HUMANOIDNÉ ROBOTY, HISTÓRIA, SÚČASNOSŤ A<br />

PERSPEKTÍVY - TECHNOLOGICKO - EKONOMICKÁ<br />

ANALÝZA<br />

Bakalárska práca<br />

Študijný program: Hospodárska informatika<br />

Študijný odbor: Hospodárska informatika<br />

Školiace pracovisko: Katedra kybernetiky a umelej inteligencie (KKUI)<br />

Školiteľ: Ing. Rudolf Jakša, PhD.<br />

Konzultant: Ing. Rudolf Jakša, PhD.<br />

Košice 2010 Imrich ĎURAŠKO


Analytický list<br />

Autor: Imrich Ďuraško<br />

Názov práce: <strong>Humanoidné</strong> <strong>roboty</strong>, <strong>história</strong>, <strong>súčasnosť</strong> a <strong>perspektívy</strong> -<br />

Podnázov práce:<br />

Jazyk práce: slovenský<br />

Typ práce: Bakalárska práca<br />

Počet strán: 51<br />

Akademický titul: Bakalár<br />

technologicko - ekonomická analýza<br />

Univerzita: Technická univerzita v Košiciach<br />

Fakulta: Fakulta elektrotechniky a informatiky (FEI)<br />

Katedra: Katedra kybernetiky a umelej inteligencie (KKUI)<br />

Študijný odbor: Hospodárska informatika<br />

Študijný program: Hospodárska informatika<br />

Mesto: Košice<br />

Vedúci práce: Ing. Rudolf Jakša, PhD.<br />

Konzultanti práce: Ing. Rudolf Jakša, PhD.<br />

Dátum odovzdania: 24. máj 2010<br />

Dátum obhajoby: 15. júna 2010<br />

Kľúčové slová: humanoidný, robot<br />

Kategória konspekt: Výpočtová technika<br />

Citovanie práce: Ďuraško, Imrich: <strong>Humanoidné</strong> <strong>roboty</strong>, <strong>história</strong>, <strong>súčasnosť</strong> a<br />

<strong>perspektívy</strong> - technologicko - ekonomická analýza. Bakalárska<br />

práca. Košice: Technická univerzita v Košiciach, Fakulta<br />

elektrotechniky a informatiky, 2010. 51 s.<br />

Názov práce v AJ: Humanoid Robots, History, Present Situation, and Future -<br />

Podnázov práce v AJ:<br />

Kľúčové slová v AJ: humanoid, robot<br />

Technological and Economical Analysis


Abstrakt v SJ<br />

Práca sa zaoberá problematikou humanoidných robotov, ich históriou a<br />

perspektívou. Cieľom je zhrnúť, čo vlastne predstavuje robotika. V akom smere nám<br />

robotika pomáha, ako významne vplýva na rozvoj aj iných odvetví. Aké rôzne typy<br />

robotov poznáme a na aké rôzne účely ich vyuţívame. Postupne prejdeme cez vývoj<br />

a históriu robotov. Dozvieme sa, kedy <strong>roboty</strong> zaujali po prvýkrát, ako rýchlo napreduje<br />

ich vývoj aţ po ich vyuţitie v súčasnosti. V práci je pouţitá SWOT analýza, vďaka<br />

ktorej zisťujeme moţnosti firmy a jej ďalšieho napredovania. Základy konštrukčného<br />

riešenia robotov a <strong>perspektívy</strong> robotiky pre budúcnosť.<br />

Abstrakt v AJ<br />

This work deals with humanoid robots, their history and perspective. The aim is to<br />

summarize what is robotics about. In what way helps us robotics as a major influence<br />

on the development of other sectors. What different types of robots we know and how<br />

to use their different purposes.Gradually go through the development and history of<br />

robots. Learn where robots have takenup the first time, how quickly their<br />

development progress, until their use at present. The work used the SWOT analysis,<br />

which shows us potential of the company and discover the possibilities of its further<br />

progress.Basic design of robots and robotics perspective for the future.


Čestné vyhlásenie<br />

Vyhlasujem, ţe som celú bakalársku prácu vypracoval samostatne s pouţitím<br />

uvedenej odbornej literatúry.<br />

Košice, 24. máj 2010<br />

..........................................<br />

vlastnoručný podpis


Poďakovanie<br />

Ďakujem vedúcemu a zároveň aj konzultantovi svojej práce Ing. Rudolfovi<br />

Jakšovi, PhD. za ústretovosť, poradenstvo a pomoc pri písaní bakalárskej práce.


Predhovor<br />

Robotika ako vedná disciplína, ktorá sa opiera o humanitné , ekonomické, prírodné<br />

a technické vedy, prudko preniká do domácnosti, do sluţieb, do výroby, ba vstupuje aj<br />

do takých odvetví ako je medicína a zdravotníctvo. Súčasťou robotiky sú aj<br />

humanoidné <strong>roboty</strong>. Hlavným dôvodom prečo som si pre bakalársku prácu vybral tému<br />

humanoidných robotov, bola jej aktuálnosť technológií, ktoré kráčajú s dobou<br />

a uľahčujú ľuďom ţivot. <strong>Humanoidné</strong> <strong>roboty</strong> vonkajším výzorom pripomínajú človeka.<br />

Majú hlavu, trup, končatiny a vedia sa pohybovať v priestore. Táto oblasť sa rýchlo<br />

rozvíja. V práci som sa zameral na postupnosť vývoja od jednoduchých mechanických<br />

zariadení, ktoré by sme mohli tieţ počítať medzi <strong>roboty</strong>, aţ po zloţité mechanizmy,<br />

ktoré sa vedia nie len pohybovať a rozprávať, ale dokáţu sa samostatne rozhodovať.<br />

Prichádza doba, kedy nebude existovať domácnosť, v ktorej by nebol robot v nejakej<br />

podobe. Bez robotov si nevieme predstaviť výskum kozmu, ale ani bádanie<br />

v podmorských hlbinách, proste všade tam, kde človek nemôţe vstúpiť bez toho, aby<br />

bolo ohrozené jeho zdravie.<br />

Vývojom robotov sa zaoberajú mnohé väčšie či menšie firmy vo svete. Práve vo<br />

svojej SWOT analýze som sa snaţil zhodnotiť moţnosti jednej takejto firmy v drsnom<br />

konkurenčnom svete a nájsť východiska pre jej ďalší úspešný rozvoj.


Obsah<br />

Zoznam obrázkov ........................................................................................................... 9<br />

Zoznam tabuliek ........................................................................................................... 10<br />

Zoznam symbolov a skratiek ....................................................................................... 11<br />

Slovník termínov ........................................................................................................... 12<br />

Úvod ............................................................................................................................... 13<br />

1 Robotika ................................................................................................................... 15<br />

2 História ..................................................................................................................... 23<br />

3 SWOT analýza ......................................................................................................... 29<br />

3.1 Definovanie SWOT analýzy ................................................................................ 29<br />

3.2 Aplikovanie SWOT analýzy ................................................................................. 33<br />

4 Technologická analýza ............................................................................................ 38<br />

4.1 Bipedálne kráčanie .............................................................................................. 38<br />

4.2 Konštrukčná analýza humanoiného robota SONY QRIO .................................. 39<br />

4.2.1 Charakteristika humanoidného robota SONY QRIO .................................. 40<br />

4.2.2 Konštrukčné riešenie hornej časti (hlavy) .................................................... 42<br />

4.2.3 Konštrukčné riešenie ramena ....................................................................... 43<br />

4.2.4 Konštrukčné riešenie trupu .......................................................................... 44<br />

4.2.5 Konštrukčné riešenie dolnej končatiny ........................................................ 44<br />

4.2.6 Špeciálny mechanizmus ISA ....................................................................... 45<br />

5 Perspektívy technológií ........................................................................................... 46<br />

6 Záver ......................................................................................................................... 48<br />

Zoznam pouţitej literatúry .......................................................................................... 50<br />

Prílohy ............................................................................................................................ 51


FEI KKUI<br />

Zoznam obrázkov<br />

Obr. 1 Leonardov robot .................................................................................................. 23<br />

Obr. 2 Pisár ..................................................................................................................... 24<br />

Obr. 3 Zlatá kačica - pohľad do vnútra ........................................................................... 24<br />

Obr. 4 Zlatá kačica – celkový pohľad ............................................................................. 24<br />

Obr. 5 Nikola Tesla ........................................................................................................ 24<br />

Obr. 6 Karel Čapek ( vľavo ) so svojím bratom Jozefom - prví na svete zaviedli v<br />

roku 1921 pojem robot v hre R.U.R ............................................................... 25<br />

Obr. 7 Prvý priemyselný robot G. Devola z roku 1954 .................................................. 26<br />

Obr. 8 Goerge C. Devol - starý otec robotiky ................................................................. 26<br />

Obr. 9 Humanoidný robot QRIO od firmy SONY ......................................................... 40<br />

Obr. 10 Konštrukčné zobrazenie hornej časti (hlavy) .................................................... 42<br />

Obr. 11 Konštrukcia ramena ........................................................................................... 43<br />

Obr. 12 Konštrukčné riešenie trupu ............................................................................... 44<br />

Obr. 13 Konštrukčné riešenie dolnej končatiny (nohy) .................................................. 45<br />

Obr. 14 Inteligentný mechanizmus ISA ......................................................................... 45<br />

Obr. 15 Robot CBi, ktorý je prepojený s mozgom opice ............................................... 46<br />

9


FEI KKUI<br />

Zoznam tabuliek<br />

Tab. 1 Prehľad histórie .................................................................................................. 23<br />

Tab. 2 Silné stánky a pridaný faktor dôleţitosti - SWOT analýza ................................. 35<br />

Tab. 3 Slabé stánky a pridaný faktor dôleţitosti - SWOT analýza ................................ 35<br />

Tab. 4 Príleţitosti a pridaný faktor dôleţitosti - SWOT analýza ................................... 36<br />

Tab. 5 Hrozby a pridaný faktor dôleţitosti - SWOT analýza ........................................ 36<br />

Tab. 6 Konštrukčné riešenie robota QRIO a popis voľnosti jednotlivých častí ............. 41<br />

10


FEI KKUI<br />

Zoznam symbolov a skratiek<br />

QRIO - Quest for curiosity<br />

CBi - Computational Brain interface<br />

ISA - Intelligent Servomotor Actuator<br />

OSN - Organizácia Spojených národov<br />

Obr. – obrázok<br />

UI – umelá inteligencia<br />

11


FEI KKUI<br />

Slovník termínov<br />

Platforma je plošina, nástupište; základňa, tribúna; východisko činnosti;<br />

v geológii spodná stavba<br />

Fenomén je úkaz, jav, skutočnosť; vynikajúci, mimoriadny človek;<br />

Robotika je vedný odbor zaoberajúci sa výskumom a vývojom robotov<br />

Antropomorfný je napodobňujúci schematické tvary ľudského tela<br />

Servomotor je pomocný motor, ktorým sa zvyšuje výkon vlastného stroja<br />

Bipedálny je dvojnohý, dvojnoţec<br />

Iterácia je opakovanie rovnakého počtového obratu; opakovanie, opätovanie;<br />

vtieravé, pravidelne sa opakujúce predstavy; mimovoľné, rytmické pohyby v rovnakom<br />

slede<br />

Asociácia je v chémii spojenie molekúl do väčšieho celku; zoskupenie<br />

hviezd s rovnakými fyzikálnymi vlastnosťami; zdruţenie, zdruţovanie,<br />

spojenie, spolok, spolčovanie; predstava na základe predchádzajúcej skutočnosti,<br />

zdruţovanie predstáv<br />

12


FEI KKUI<br />

Úvod<br />

Sedím si v obývačke pred televízorom a sledujem s priateľkou futbalový zápas.<br />

Diskutujeme na aktuálne témy, máme rovnaké názory, rovnaké koníčky a dokonca aj<br />

rovnaký zmysel pre humor. Nemáme medzi sebou konflikty. Nerobia jej problém<br />

domáce práce a nerepce keď prídu na návštevu moji hluční kamaráti. Všetci mi ju<br />

závidia. Veď niet divu. Je to najnovší humanoidný robot, ktorý je naprogramovaný<br />

podľa vašich poţiadaviek. Fikcia alebo blízka budúcnosť? Stroje ľudí asi nenahradia. Je<br />

však otázne, čo bude moţné povaţovať za človeka, a čo za stroj.<br />

Robotika je v dnešnej dobe veľmi preferovaná téma. Je to moderný<br />

multidiscplinárny obor zahrňujúci vedomosti mechaniky, elektrotechniky, teórií<br />

riadenia, meracej techniky, umelej inteligencie a mnohých iných disciplín. V nedávnej<br />

minulosti o nej nenájdete ani zmienku a dnes patrí k vedným odborom, ktoré preferujú<br />

vlády. Ide o proces celkom novej kvality . Roboty sa stali novým spoločenským<br />

fenoménom, ktorý zohráva významnú úlohu v ţivote človeka, či uţ v oblasti<br />

zvyšovania produktivity práce, zamedzeniu stereotypu, ktorý často vedie k zvýšenej<br />

úrazovosti, či v skultúrňovaní pracovného prostredia, na poli zábavy, no aj vo výskume,<br />

v oblastiach , kde by si človek práve bez pomoci robotov nevedel rady. Ide o práce,<br />

ktoré sú pre človeka nebezpečné a môţe ich vykonávať len za pomoci robota.<br />

Cieľom práce bolo oboznámiť s históriou robotiky ako takej, prebehnúť vývoj<br />

robotov od tej najjednoduchšej formy aţ po zloţité mechanizmy a vyzdvihnúť význam<br />

humanoidných robotov pre dnešok. Zanalyzovať moţnosti podnikov, ktoré sa zaoberajú<br />

vývojom robotov a zamyslieť sa nad významom humanoidných robotov pre budúcnosť.<br />

<strong>Humanoidné</strong> <strong>roboty</strong> sú <strong>roboty</strong>, ktoré svojou konštrukciou aj vonkajším výzorom<br />

pripomínajú ľudské telo. Má antropomorfný tvar. Vývoj v tejto oblasti napreduje<br />

míľovými krokmi a kladie sa naňho čím ďalej tým viac pozornosti. Roboty sa vyuţívajú<br />

v mnohých odvetviach. Zasiahli do všetkých oblastí a nie je moţné si v dnešnej<br />

pretechnizovanej dobe bez nich predstaviť ţivot.<br />

V poslednom čase je veľa obľúbených „občianskych“ robotov. Firma Honda<br />

vyvinula robota, ktorý sa stará a dozerá na deti, malé deti učí chôdze a staršie učí<br />

jazyky. Vo veľkej obľube je sobášiaci robot od firmy Kokoro, ktorý sa vydal do sveta<br />

a odkúpili ho aj USA.<br />

13


FEI KKUI<br />

Najviac som sa v svojej práci inšpiroval knihou V. Kalaša: Tridsať rokov svetovej<br />

robotiky a jeho publikáciami v časopise AT&P journal.<br />

14


FEI KKUI<br />

1 Robotika<br />

V tejto kapitole som pouţil literatúru [1], [4] a [7].<br />

Svetová robotika sa v plnom rozsahu začala rozvíjať začiatkom 70-tých rokov 20.<br />

storočia. Vo všeobecnosti sa označuje za tretiu etapu priemyselnej revolúcie, pričom za<br />

prvú sa pokladá problematika pary a za druhú problematika elektriky. Moţno<br />

konštatovať, ţe robotika sa uţ sformovala ako veda, má svoj predmet skúmania, svoje<br />

ciele a svoje zámery. Opiera sa jednak o technické a prírodné vedy a jednak<br />

o humanitné, ekonomické, resp. spoločenské vedy. Robotika umoţňuje humanizáciu<br />

ľudskej práce, oslobodzuje človeka od stresovej činnosti a stereotypnej práce.<br />

Významným spôsobom zvyšuje bezpečnosť práce, prispieva k zlepšeniu práce aj z<br />

hľadiska moţného výbuchu., hluku, zápachov, prachu, teploty, ţiarení, vibrácií a pod.<br />

Priemyselné <strong>roboty</strong> v mnohých technológiách môţu pracovať bez prítomnosti obsluhy,<br />

často moţno tento proces realizovať bez prídavného osvetlenia, vykurovania a pod.,<br />

pričom operátor procesu môţe na odľahlejšom mieste sledovať proces a jeho parametre<br />

na displeji.<br />

Rozvoj automatizácie výroby, ale i ďalšie aktivity vyţadujú pouţitie robotov.<br />

Roboty v prvom počiatku boli nasadzované do výroby, neskôr i do iných oblastí<br />

(výskumu, medicíny, servisných činností a pod.). Niektoré činnosti nemoţno bez<br />

robotov vôbec automatizovať alebo vôbec realizovať. Základné prínosy robotizácie<br />

moţno zhrnúť do nasledovných bodov:<br />

-ekonomické prínosy: zvýšenie výroby, zvýšenie kvality, zníţenie nepodarkovosti,<br />

úspora výrobných plôch, úspora pracovných síl,<br />

- technické prínosy: zvýšenie úrovne automatizácie, rozvoj progresívnych odborov,<br />

zvýšenie technologickej disciplíny<br />

- odstránenie namáhavých, monotónnych a nebezpečných pracovných činností,<br />

lepšie vyuţívanie ročného času výroby. Robotika je definovaná ako vedná disciplína<br />

venovaná funkcii, stavbe, hodnoteniu a aplikáciám robotov. Teoretická a<br />

experimentálna robotika sa venuje základným otázkam činnosti robotov. Aplikovaná<br />

robotika sa zaoberá vývojom, konštrukciou a aplikáciami robotov. Priemyselná robotika<br />

sa venuje metódam opisu výrobných procesov, objektov robotizácie, vytvoreniu<br />

priemyselných robotov a prvkovej základne, rozpracovaniu robotických technológií,<br />

15


FEI KKUI<br />

vytvoreniu robotických komplexov a zostaveniu systémov riadenia robotizovanej<br />

výroby.<br />

Robotika prináša však aj výrazné ekonomické aspekty, napr. vyššiu produktivitu<br />

práce, zvýšenie intenzity výrobných procesov a pod. Pritom zásadným spôsobom mení<br />

vzťah medzi manuálnou a duševnou prácou. Zvyšuje kultúru výroby, má pozitívny<br />

vplyv na zamestnancov v tom zmysle, ţe ich núti rozmýšľať, študovať, ďalej sa<br />

vzdelávať a celkove rozvíjať svoju osobnosť. Robotika oslobodzuje človeka od úlohy<br />

bezprostredného hlavného činiteľa technologických a výrobných procesov. Práve<br />

z týchto dôvodov moţno robotiku označiť ako významný špecifický, spoločenský<br />

fenomén, ktorý vstúpil na svetovú scénu.<br />

Výrobné procesy moţno z hľadiska automatizácie rozdeliť do troch kategórií:<br />

1. Spojité výrobné procesy, kde toky materiálov a energií prebiehajú spojito napr.<br />

pri výrobe elektrickej energie, chemických produktov a pod.<br />

2. Diskrétne výrobné procesy, kde sa sled jednotlivých operácií rôzne mení, menia<br />

sa toky materiálov, informácií, energií, pričom do tejto kategórií moţno<br />

zaradiť strojárstvo, elektrotechnickú výrobu, textilnú výrobu, výrobu obuvi,<br />

stavebných dielcov, potravín a pod.<br />

3. Hybridné procesy, ktoré obsahujú oba typy procesov<br />

Diskrétny proces sa charakterizuje postupnosťou vykonávania operácií. Vo výrobe<br />

sú technologické operácie a pomocné operácie. Technologické operácie tvoria súbor<br />

činností, ktoré menia vlastnosti objektu (priame spracovanie materiálov. napr. brúsenie,<br />

zváranie a pod.) Pomocné operácie tvoria súbor činností, ktoré vedú k zmene polohy<br />

a orientácie (napr. nakladanie, vykladanie, zaloţenie, odstránenie odpadu). V prvej<br />

etape vývoja sa automatizujú technologické operácie a neskôr pomocné. V diskrétnych<br />

procesoch sa technologický proces prerušuje na čas potrebný na vykonanie pomocných<br />

operácií. Systémy, v ktorých prebiehajú diskrétne procesy, sa nazývajú aj udalostné<br />

systémy. Diskrétne procesy sú napr.: obrábanie, montáţ, zváranie, striekanie, obsluha,<br />

lepenie, meranie, skladovanie.<br />

16


FEI KKUI<br />

Spojitý proces sa v procese výroby neprerušuje. Transportné operácie sú<br />

bezprostredné – spojité. Typické procesy sú chemické, tepelné a pod.<br />

Hybridné procesy obsahujú oba typy procesov. V podstate kaţdý diskrétny proces<br />

je hybridný, vzhľadom na to, ţe v ňom sú nielen udalosti, ale prechod z jednej udalosti<br />

na druhú prebieha určitý čas. Podobne v spojitých procesoch sa vyskytujú udalosti,<br />

medzi ktorými prebieha proces spojito.<br />

Automatizácia procesov prvej skupiny je do značnej miery zvládnutá, i keď sa<br />

ďalej rozvíja. Druhá skupina odolávala komplexnej automatizácií. Na scénu vstúpil<br />

priemyselný robot, ktorý dnes moţno označiť za mimoriadne účinný automatizačný<br />

prostriedok nespojitých výrobných procesov. Robotizovaná výroba umoţňuje veľkú<br />

flexibilitu, dáva moţnosť ľahkej zmeny výrobkov iba programovacími prostriedkami.<br />

Táto vlastnosť priemyselných robotov je neobyčajne významná a z uvedeného je<br />

zrejmé, ţe <strong>roboty</strong> sú v mnohých prípadoch nadradené nad jednoúčelovými automatmi.<br />

Ak by sme v tomto štádiu chceli kategorizovať <strong>roboty</strong> do určitých tried, delenie<br />

by vyzeralo takto:<br />

Manipulačné <strong>roboty</strong> umoţňujú manipuláciu s predmetmi, nahrádzajú<br />

niektoré funkcie ľudských rúk. Ekonomická komisia pre Európu v rámci<br />

OSN definuje robot ako automatický, polohovo riadený<br />

preprogramovateľný mnohofunkčný manipulátor s niekoľkými osami<br />

pohybu, schopný manipulovať s materiálom, súčiastkami, nástrojmi alebo<br />

špecializovanými prípravkami na základe variabilných programových<br />

operácií pri vykonávaní rôznych úloh. Robot má často formu jedného alebo<br />

viac ramien zakončených zápästím. Riadenie týchto robotov môţe byť<br />

automatické alebo biotechnické.<br />

Automatické <strong>roboty</strong> pracujú bez zásahu človeka. Operátor riadi robota<br />

len v niektorých fázach činnosti.<br />

Biotechnické <strong>roboty</strong> sú riadené operátorom. Tieto môţu byť s miestnym<br />

alebo diaľkovým riadením. Biotechnické riadenie sa uplatňuje aj v<br />

automaticky pracujúcich systémoch pri uvádzaní do prevádzky, opravách a<br />

pod. Systémy s diaľkovým riadením sa nazývajú aj tele<strong>roboty</strong>.<br />

17


FEI KKUI<br />

Mobilné <strong>roboty</strong> môţu byť kolesové, pásové, lietajúce, plávajúce, atď.<br />

Uvedené delenie vychádza z prevládajúceho spôsobu zabezpečenia pohybu<br />

mobilného robota. Na mobilnom robote môţe byť umiestnený manipulačný<br />

robot čím vzniká tzv. mobilný manipulačný robotický systém. Mobilná<br />

platforma ako aj prípadný manipulačný systém môţe mať automatické<br />

alebo biotechnické riadenie.<br />

Informačné a riadiace <strong>roboty</strong> sú meracie, informačné a riadiace prostriedky,<br />

ktoré automaticky získavajú, spracúvajú a prenášajú informácie. Uvedené<br />

systémy sa pouţívajú v priemysle pri skupinovom nasadení robotov, pri<br />

výskume pod vodou, v kozme a pod.<br />

Komplexné <strong>roboty</strong> sú zloţené aspoň z dvoch typov uvedených robotov.<br />

Osobitnou skupinou sú servisné <strong>roboty</strong>.<br />

Systémový prístup vytvorenia automatickej výroby je zaloţený na paralelno-<br />

iteračnej metóde rozvoja systému. Paralelne sa riešia celosystémové otázky a otázky<br />

elementárnych pruţných technológií. Obe skupiny sa upravujú v iteračnom reţime pre<br />

optimalizáciu celku. Celosystémové prístupy majú určený objekt sledovania<br />

(komplexnú pruţnú technológiu), špecifickú organizačnú osnovu, charakteristickú<br />

metodologickú základňu, rôznorodý súbor prostriedkov systémovej analýzy vo forme<br />

prostriedkov modelovania, prijatia riešenia, riadenia. Obecným princípom rozvoja<br />

výrobnej techniky je integrácia všetkých funkcií výroby pomocou počítačovej<br />

informačnej siete. Spolu s tým pokračuje tendencia k zníţeniu objemu skupín výrobkov<br />

a rozšírenie nomenklatúry výrobkov vyrábaných podľa individuálnych poţiadaviek<br />

zákazníka. Vzrastá objem malosériovej výroby, ktorá musí byť pruţná, schopná<br />

rýchleho preladenia na výrobu iných výrobkov. V modernej výrobe sa výrazne<br />

uplatňujú systémy, v ktorých sú aplikované číslicové počítače. Tieto z hľadiska riadenia<br />

musia pracovať v reálnom čase. Niektoré úlohy však môţu byť riešené aj v reţime úloh<br />

tzv. voľného času.<br />

18


FEI KKUI<br />

Často sa vyskytuje označenie:<br />

CAD – Computer Aided Deisgn – počítačová podpora navrhovania výrobkov<br />

a tvorby konštrukčnej dokumentácie,<br />

CAE – Computer Aided Engineering. Systémy CAE sú orientované na analýzy,<br />

projektovanie a optimalizáciu výroby ako celku s čo najvyšším ekonomickým efektom.<br />

Významnou zloţkou CAE je aj plánovanie rozdeľovania a vyuţívania výrobných<br />

zdrojov. Ide o pouţívanie počítačov a NC riadenia na generovanie výrobne<br />

orientovaných údajov a priame riadenie výrobného procesu.<br />

CAM - Computer Aided Manufacturing – počítačom podporované riadenie výroby<br />

CAD/CAM – integrácia počítačovej technológie do predvýrobných a výrobných<br />

etáp výrobného procesu<br />

CAQ - Computer Aided Quality Check – riadenie akosti produkcie<br />

CAPP - Computer Aided Process Planning – plánovanie výroby, počítačová<br />

podpora pri spracovaní technologickej dokumentácie<br />

CAPPS - Computer Aided of Production Planning System - počítačová podpora<br />

systémov plánovania a riadenia výroby<br />

CAT - Computer Aided Testing - počítačom podporované meranie a testovanie<br />

CARC - Computer Aided Robot Control - počítačová podpora riadenia<br />

a programovania robotov a manipulátorov.<br />

CATS - Computer Aided Transport and Store - počítačová podpora riadenia<br />

medzioperačnej dopravy a skladovania,<br />

CIM - Computer Integrated Manufacturing - počítačom integrovaná výroba. Ide o<br />

automatizáciu všetkých činností od tvorby výrobku aţ po jeho expedíciu (konštruovanie<br />

výrobkov, zostavenie technologických postupov, plánovanie výroby, operatívne<br />

riadenie, výrobu súčiastok, inšpekciu, montáţ, balenie, expedíciu a pod.). Objavuje sa<br />

skratka CHIM na označenie systémov CIM, v ktorých zostali ešte rozhodovacie činnosti<br />

pre operátora. Riešia sa tým extrémne vysoké náklady na zavedenie CIM.<br />

CAPE - Computer Aided Production Engineering - počítačová podpora výrobného<br />

inţinierstva, je subsystémom systému CIM a zahŕňa počítačovú podporu všetkých<br />

činností spojených s realizáciou samotnej výroby výrobku (programovanie výrobnej<br />

techniky, obsluţných, dopravných a skladovacích zariadení, meranie, skúšanie a<br />

diagnostika súčiastok a zhotoveného výrobku).<br />

CAA – Computer Aided Assembly – počítačom podporovaná montáţ výrobkov<br />

19


FEI KKUI<br />

CAMA - Computer Aided Maintenance - počítačová podpora údrţby technických<br />

zariadení,<br />

NC – Numerical Control – číslicové riadenie strojov, na základe informácie<br />

uloţenej na nosiči.<br />

CNC – Computerized Numerical Control – počítačové číslicové riadenie. Ide<br />

o riadiace systémy s riadiacim počítačom.<br />

Veľmi dôleţitý je návrh vizualizačných funkcií. Nemali by obsluhe „prekáţať“,<br />

nemali by opakovať informáciu, ktorú operátor zisťuje svojimi zmyslami priamo – mali<br />

by byť predovšetkým radcom. Pri ich tvorbe je dôleţité vychádzať z poţiadavky<br />

dodrţania jednoduchosť a prehľadnosť zobrazenia informácie.<br />

V riadení materiálových tokov vo výrobe, ale i v iných aplikáciách sú potrebné<br />

<strong>roboty</strong>. Ich pouţitie narastá s tým, ako sa zvyšujú poţiadavky na automatizáciu<br />

diskrétnych procesov spojených s riadením najrôznejších pohybových úloh.<br />

Zaostávanie Japonska v porovnaní s USA v oblasti robotiky bolo v priebehu<br />

niekoľko málo rokov vyrovnané a moţno konštatovať, ţe Japonci pristúpili k ďalšiemu<br />

rozvoju robotiky mimoriadne aktívne a sú na ceste k úplnej robotizácii krajiny. Svojím<br />

súčasným dravým nástupom udávajú svetu v mnohých oblastiach robotiky smer vo<br />

výskume a v aplikáciách. Veľký rozvoj japonskej robotiky dokumentuje napr. aj to, ţe<br />

uţ od roku 1968 do roku 1972 vyvinula japonská firma SHINMEIWA INDUSTRY Co.<br />

Ltd šesť typov priemyselných robotov pracujúcich v tzv. pravouhlom súradnicovom<br />

systéme. Mimoriadnu zásluhu na razantnom rozvoji japonskej robotiky zohrala<br />

organizácia MITI (Ministry of International Trade and Industrie), ktorá v tom čase<br />

pribliţne s 12 000 pracovníkmi (z ktorých veľká časť pracovala po celom svete)<br />

úpenlivo zhromaţďovala intelektuálne a technologické informácie o rozvoji robotiky v<br />

ostatnom svete.<br />

Zvlášť posledné desaťročie vo vývoji robotiky bolo orientované, a to najmä v<br />

Japonsku, na problematiku kognitívnych, resp. humanoidných robotov. Ide o <strong>roboty</strong>,<br />

ktoré dokáţu komunikovať s ľudskými bytosťami, vedia hrať na hudobných nástrojoch,<br />

vedia maľovať, viesť nevidiacich, hrať hry ako napr. špeciálny ping-pong (myšlienka<br />

20


FEI KKUI<br />

pochádza od Dr. Johna Billingsliho z polytechniky Portsmouthu – r. 1985), vedia sa<br />

rozhodovať, hľadať optimálne postupy, napr. pri skladaní Rubikovej kocky, vykonávať<br />

pod dozorom niektoré medicínske úkony a operácie a pod.<br />

Začiatkom 70-tych rokov vznikla v Japonsku organizácia JIRA (Japan Industrial<br />

Robot Associattion), ktorá zdruţovala 87 rôznych inštitúcií súvisiacich s výrobou<br />

robotov, aplikáciami, vzdelávaním, medzinárodnými kongresmi a pod. Táto inštitúcia sa<br />

v roku 1974 pokúsila aj o definíciu robota, ktorá znela:<br />

Priemyselný robot je manipulátor s vysokým stupňom pracovnej voľnosti, ktorý<br />

vykonáva mnohostranné pohybové funkcie, ktoré sú podobné ľudským rukám.<br />

Uţ v tom čase táto inštitúcia predpokladala, ţe uvedená definícia sa bude vyvíjať,<br />

pretoţe sa objavia <strong>roboty</strong>, ktoré sa budú pohybovými funkciami podobať pohybovým<br />

schopnostiam tvorov, ako sú napríklad hady alebo kraby. V rokoch 1978 aţ 1984<br />

vyrobilo Japonsko 16 800 priemyselných robotov, z toho 7300 montáţnych, 1700 na<br />

elektrické oblúkové zváranie, 1000 na odporové bodové zváranie, 1900 na obsluhu lisov<br />

atď. V roku 1986 bolo v Japonsku 179 výrobcov priemyselných robotov, z ktorých<br />

najznámejšie sú spoločnosti: KAWASAKI, MITSUBISHI, .ANUC, MATSUSHITA,<br />

.UJITSU, HITACHI a ďalšie.<br />

Značný rozmach robotiky zaznamenali aj štáty západnej Európy ako Nemecko,<br />

Taliansko, Anglicko, Francúzsko, Švédsko a ďalšie so známymi výrobcami robotov ako<br />

ASEA, KUKA, REIS, Bosch, Closs, Siemens, Torstteknik, Tralfa a ďalšími.<br />

Problematika kognitívnych, resp. humanoidných robotov priamo súvisí s<br />

problematikou umelej inteligencie, do ktorej z hľadiska robotiky moţno zaradiť napr.<br />

oblasti príznakových metód rozpoznávania objektov, rečových informácií, syntaktickú<br />

analýzu a syntézu, počítačové videnie, expertné systémy, rozhodovacie procesy,<br />

procesy učenia, komunikáciu človeka s počítačom, reprezentáciu poznatkov,<br />

zostavovanie modelov vonkajšieho prostredia, automatické plánovanie činnosti a pod.,<br />

pričom moţno konštatovať, ţe robotika je jedným z vyústení snáh umelej inteligencie.<br />

Mnohé z týchto oblastí umelej inteligencie z hľadiska robotiky boli uţ prepracované do<br />

21


FEI KKUI<br />

vysokého stupňa dokonalosti. Pre ilustráciu moţno uviesť napr. robotický systém štvrtej<br />

generácie BOSCH SR 600, určený na elektronické a jemnomechanické montáţe. Robot<br />

mal šesť stupňov voľnosti, presnosť ±0,1 mm a nosnosť 9,5 kg. Tento robot uţ v r. 1987<br />

výnimočne zaujal na európskej výstave robotov vo vtedajšom Leningrade tým, ţe na<br />

báze prvkov umelej inteligencie bol schopný z vyslovených slov v nemčine, resp. v<br />

angličtine vyhľadať v nedeterministickom prostredí príslušné písmenká z plastu a<br />

vyslovené slová z týchto písmen zloţiť.<br />

22


FEI KKUI<br />

2 História<br />

Tab. 1 Prehľad histórie<br />

15 storočie Leonardo DaVinci – leonardov robot<br />

18 storočie Pier a Henry Droz - pisár<br />

1738 Jacques de Vaucanson – flautista<br />

1769 J.W. Kempelen – šachový automat<br />

1898 Nikola Tesla – elektrický čln<br />

1921 Karel Čápek – slovo „robot“<br />

1942 Isac Asimov – zákony robotiky<br />

1954 George C. Devol – prvý priemyselný robot<br />

1956 Konferencia, na ktorej vzniká pojem „umelá inteligencia“<br />

1959 G. Devol a Joseph Engelberger - robotizované rameno<br />

„UNIMATE“<br />

1974 Vzniká inštitúcia RIA - Robotic Industries Associattion<br />

Leonardo DaVinci zostrojil mechanické<br />

zariadenie, ktoré vyzeralo ako obrnený rytier.<br />

Mechanizmus bol navrhnutý tak ako by vo<br />

vnútri bola skutočná osoba, na ktorej je<br />

brnenie. Rytier vie hýbať rukami, krokom<br />

a dokáţe otvárať čeľuste.<br />

23<br />

Obr. 1 Leonardov robot


FEI KKUI<br />

Pier a Henry Droz vytvorili androida pisára. Bol schopný<br />

napísať perom niekoľko viet a veľmi dobre napodoboval človeka.<br />

Jacques de Vaucasnson vybudoval po prvý krát flautistu.<br />

Flautista dokázal fúkať do flauty a pomocou prstov hral rôzne melódie. Jeho druhý<br />

automat hral na bubon alebo tamburínu, nebol aţ tak prevratný ako jeho tretí automat<br />

kačica. Kačica je príklad pokusu modelovania zvieracej anatómie s mechanikou. Kačka<br />

sa hýbala, kvákala, trepotala krídlami a dokonca aj jedla stráviteľné jedlo, ktoré<br />

pomocou chemikálií dokázala natráviť a vylúčiť z tela ako exkrementy.<br />

Obr. 4 Zlatá kačica – celkový pohľad Obr. 3 Zlatá kačica - pohľad do<br />

Polytechnik J.W. Kempelen zostrojil prvý šachový automat. Figurína „ hracieho<br />

Turka“ je v podstate predchodcom jednoduchého počítača, ktorý sa uţ usiloval<br />

dokazovať vlastné ciele a samostatne volil prostriedky na ich dosiahnutie. Je to azda<br />

prvý dôkaz moţnej existencie umelej inteligencie v dejinách.<br />

Nikola Tesla skonštruoval elektrický poháňaný čln pracujúci na<br />

báze vtedajších kódovaných rádiových vlnách. Svoj vynález prezentoval<br />

pred admiralitou USA na jazere neďaleko New Yorku. Diaľkovo riadené<br />

plavidlo malo riadenú rýchlosť. Plavidlo poháňal elektrický motor a malo<br />

vynikajúcu manévrovaciu schopnosť.<br />

24<br />

vnútra<br />

Obr. 2 Pisár<br />

Obr 1<br />

Obr. 5 Nikola Tesla


FEI KKUI<br />

Český spisovateľ Karel Čapek uviedol slovo robot vo svojej hre „R.U.R“ (<br />

Rossuum to Universal Robots). „Robot“, v českom jazyku pochádza od slova „robota“,<br />

čo znamená „ povinná práca“.<br />

Obr. 6 Karel Čapek ( vľavo ) so svojím bratom Jozefom - prví na svete zaviedli v roku 1921 pojem<br />

robot v hre R.U.R<br />

V roku 1942 v diele Run-around autor Isaac Asimov píše takisto o robotoch. Vďaka<br />

tomuto dielu sú sformulované „zákony robotiky“, ktoré sú uznávané.<br />

Zákony robotiky: 1.) Robot nesmie ublíţiť človeku alebo svojou nečinnosťou dopustiť,<br />

aby mu bolo ublíţené.<br />

rozpore s prvým zákonom.<br />

2.) Robot musí poslúchnuť človeka, okrem prípadov, keď je to v<br />

3.) Robot sa musí chrániť pred poškodením, okrem prípadov, keď je<br />

to v rozpore s prvým alebo druhým zákonom.<br />

George C. Devol sa pokladá za starého otca robotiky. Pôsobil v USA, v štáte<br />

Conecticut, v meste West Port. Bol to mimoriadne nadaný samouk bez<br />

25


FEI KKUI<br />

vysokoškolského vzdelania. V tom čase uţ mal vyše 40 patentov na konštrukcie svojich<br />

hydraulických robotov a ich riadiacich systémov. Jeho robot uvedený na obr.7 mal<br />

masívnu konštrukciu a vyuţíval hydraulické lineárne a rotačné motory. Ovládanie<br />

týchto hydraulických servomotorov bolo elektrické.<br />

Obr. 7 Prvý priemyselný robot G. Devola z roku 1954<br />

S pomocou dotácie z Rockefellerovej nadácie John McCarthy, Marvin Minsky,<br />

Nat Rochesteru a Claude Shannon zorganizovali Dartmouth Summer. Výskumný<br />

projekt zameraný na umelú inteligenciu na Dartmouth College. Pojem umelá<br />

inteligencia je vytvorený ako výsledok tejto konferencie.<br />

Výsledkom spolupráce Geroga Devola a Josepha<br />

Engelbergera bol priemyselný robot nazvaný UNIMATE.<br />

V roku 1961 boli priemyselné <strong>roboty</strong> UNIMATE<br />

aplikované v americkej firme General Motors. Pouţili sa<br />

na striekanie karosérií automobilov. Pri prvotnom<br />

striekaní (resp. mohlo ísť aj o striekanie „bez farby“)<br />

operátor napr. drţal koncový bod robota ( bez<br />

hydraulického tlaku) so striekacou pištoľou rukou<br />

a v tomto tzv. reţime učenia, ktorý sa neskôr nazýval<br />

„playback“, dával robot prostredníctvom svojich snímačov informácie o rýchlosti<br />

a polohe svojich ramien a striekacej pištole. Informácie zo snímačov sa v číslicovej<br />

26<br />

Obr. 8 Goerge C. Devol - starý otec<br />

robotiky


FEI KKUI<br />

podobe zaznamenávali na magnetofónovú pásku. Vznikol riadiaci program robota. Pri<br />

ďalšom striekaní sa činnosť robotov opakovala podľa uvedeného programu.<br />

Jedna z prvých veľkých aplikácií robotov vo svete bola zváracia linka karosérií<br />

vozidiel Chevrolette v závode General Motors v meste Lordstone, v štáte Ohio, kde po<br />

úspešných pokusoch s robotmi bolo v roku 1969 nasadených uţ 28 robotov UNIMATE.<br />

Počet priemyselných robotov v USA postupne narastal. V roku 1983 pracovalo<br />

v USA pribliţne 8 000 robotov, o rok neskôr pribliţne 13 000 a v roku 1986 to stúplo uţ<br />

na 27 000 robotov.<br />

V roku 1974 bola v USA zaloţená inštitúcia s pôvodným názvom Robot Institut of<br />

America – RIA. V súčasnosti pod týmto označením ide o Robotic Industries<br />

Associattion, ktorá zdruţuje výrobcov robotov, ich distributérov, servisné<br />

a konzultantské firmy, organizuje kongresy, reprezentuje priemysel robotov vo vláde<br />

USA, má výrazný vplyv na vysokoškolské vzdelanie odborníkov v robotike.<br />

Z hľadiska aplikácií robotov v medicíne moţno za veľmi úspešný označiť americký<br />

robotický systém „da Vinci“ pouţívaný na operácie, pri ktorých sa minimálne narúša<br />

väzivo. Ide o robotický systém, ktorý sa uplatňuje vo všeobecnej chirurgii, urológii,<br />

kardiochirurgii, gynekológii a hrudnej chirurgii. Pri zákroku odborný lekár pozoruje<br />

proces na obrazovke a rukami uskutočňuje virtuálnu operáciu. Jeho pohyby sa vďaka<br />

špeciálnym náprstkom prenášajú na robot, ktorý ich realizuje v tele pacienta, pričom<br />

celý proces sa môţe realizovať na diaľku rádiovým spojením. Vo svete pracuje v<br />

súčasnosti 280 takýchto systémov, z toho 60 v strednej Európe. V SR v Bratislave bolo<br />

predvádzanie takéhoto systému v reálnych podmienkach 18. 4. 2005<br />

Z historického hľadiska moţno za významný a pozoruhodný označiť robot s<br />

umelou inteligenciou WABOT-2 – elektrofonický organista, ktorý bol zhotovený na<br />

Univerzite Waseda v Tokiu pod vedením významného robotológa a šéfkonštruktéra<br />

Isido Kato v spolupráci so spoločnosťou SUMITOMO ELECTRIC . Tento robot bol<br />

vyvinutý k otvoreniu svetovej výstavy Expo 85 v japonskej Tsukube, kde 16. 3. 1985<br />

spolu so speváckym zborom za prítomnosti japonskej vlády hral a spieval japonskú<br />

27


FEI KKUI<br />

hymnu v otváracom ceremoniáli výstavy. Tento robot môţe hrať podľa nôt, ale aj z<br />

pamäti. Bolo moţné s ním komunikovať v otvorenom jazyku (v japončine) v reálnom<br />

čase, pričom disponoval vetným rytmom. Tvorcovia tohto robota pokladali za špičku<br />

z hľadiska umelej inteligencie analýzu a syntézu reči. Dvadsaťminútovú skladbu si<br />

robot načítal z nôt za 19 s. Hral rukami s 10 prstami s maximálne 15 údermi za sekundu<br />

a nohami. Prsty na rukách mali spolu 28 stupňov voľnosti a horné časti končatín robota<br />

mali najviac 14 stupňov voľnosti. Pohybová rýchlosť horných končatín bola 1,5 m/s.<br />

Dolné končatiny mali po 4 stupne voľnosti. Celkove mal robot 50 stupňov voľnosti. Bol<br />

vysoký 1,8 m, jeho hmotnosť bola 90 kg a bol tvarovaný do podoby človeka. Robot bol<br />

zhotovený zo špeciálnych plastov zosilnených uhlíkovými vláknami a z hliníkových<br />

zliatin. Riadiaci systém tvorilo 17 šestnásťbitových a 50 osembitových mikropočítačov.<br />

Všetky prepojenia boli realizované optoelektronickými spojmi. Maximálna rýchlosť<br />

prenosu informácií bola 32 Mb/s. Robot mal v hlave CCD kameru, ktorá spoľahlivo<br />

pracovala aj pri nepriaznivých svetelných podmienkach. Tento robot predstavoval<br />

demonštráciu posledných vtedajších úspechov vedy a techniky.<br />

Za úspech svetovej vedy a techniky v oblasti humanoidných robotov sa dal označiť<br />

aj spoločný americko-francúzsky dvojnohý robot z univerzity v Michigane s názvom<br />

ROBIT, ktorý mal chôdzu veľmi podobnú chôdzi človeka. ROBIT dokázal udrţať<br />

rovnováhu aj v prípade, ţe bol posotený. Bol prvým svojho druhu na svete. Má<br />

špeciálne konštruované a riadené končatiny, ktoré mu umoţňujú pomerne rýchly<br />

a stabilný pohyb aj po nerovnom teréne, čo jeho predchodcom robilo veľké problémy.<br />

V tejto časti bakalárskej práce som pouţil [2] a [3].<br />

28


FEI KKUI<br />

3 SWOT analýza<br />

V tejto kapitole definujeme základné pojmy SWOT analýzy a na jednoduchom<br />

príklade ich aplikujem do praxe. Vychádzal som z príručky SWOT analýzy [10].<br />

3.1 Definovanie SWOT analýzy<br />

SWOT analýza je zaloţená na kombinácii:<br />

-silných stránok podniku (strenghts);<br />

-slabých stránok podniku (weaknesses);<br />

-príleţitostí okolia (opportunities);<br />

-hrozieb okolia (threats).<br />

Jej hlavnou náplňou je kompletizovať silné aj slabé stránky podniku (vnútorné stránky)<br />

+ príleţitosti a riziká (vonkajšie), a zoradiť ich podľa dôleţitosti.<br />

Silné stránky sú pozitívne vnútorné podmienky, ktoré umoţňujú firme získať<br />

prevahu nad konkurentmi. Organizačnou prednosťou je jasná kompetencia, zdroj alebo<br />

schopnosť, ktorá umoţňuje firme získať konkurenčnú výhodu na trhu. Prístup ku<br />

kvalitnejším materiálom, dobré finančné vzťahy, silný imidţ, vlastníctvo patentov,<br />

rozsiahle distribučné kanály alebo vysoko talentovaní manaţéri, to sú všetko prednosti.<br />

Slabé stránky sú negatívne vnútorné podmienky, ktoré môţu viesť k niţšej<br />

výkonnosti. Nedostatkom môţe byť absencia dôleţitých zdrojov alebo schopností.<br />

Manaţéri s neadekvátnymi strategickými schopnosťami, prekročené úvery, úbohý imidţ<br />

výrobku, zastarané stroje alebo zlé umiestnenie továrne sa tieţ zaraďujú medzi slabé<br />

stránky firmy.<br />

29


FEI KKUI<br />

Silné a slabé stránky – môţu byť analyzované predovšetkým v oblastiach:<br />

-finančná sila podniku;<br />

-výskum a vývoj;<br />

-výrobková politika;<br />

-úroveň manaţmentu;<br />

-organizácia podniku;<br />

-napojenie na infraštruktúru;<br />

-image podniku alebo výrobku atď.<br />

Príleţitosti sú súčasné alebo budúce podmienky v prostredí, ktoré sú priaznivé<br />

súčasným alebo potenciálnym výstupom firmy. Priaznivé podmienky môţu obsahovať<br />

zmeny v zákonoch, ktoré zvýšia konkurencieschopnosť firmy, rastúci počet zákazníkov,<br />

uvedenie nových technológií, ktoré môţe podnik ľahšie vyuţívať, zlepšené vzťahy s<br />

dodávateľmi atď. Príleţitosti sú vo väčšine chápané ako príleţitosti, ktoré pomôţu<br />

podniku neutralizovať hrozby, jednak ako vlastné rozvojové príleţitosti vyplývajúce z<br />

charakteru okolia. V druhom prípade bude charakter príleţitostí závislý na tom, či pôjde<br />

o odvetvie vo fáze zrelosti, odvetvie na vzostupe alebo či pôjde o medzinárodné alebo<br />

dokonca globálne trhy.<br />

Riziká sú súčasné alebo budúce podmienky v prostredí, ktoré sú nepriaznivé pre<br />

firemné súčasné alebo budúce výstupy. Nepriaznivými podmienkami býva vstup<br />

silného konkurenta na trh, pokles počtu zákazníkov, uvedenie nových technológií, ktoré<br />

spôsobia, ţe súčasne vyrábajúci s výrobok zastará, zmena legislatívnych nariadení,<br />

ktoré sťaţia schopnosť firmy konkurovať alebo problémy s nachádzaním spoľahlivých<br />

dodávateľov.<br />

Hrozby a príleţitosti budúceho okolia – je nutné vychádzať z hrozieb makrookolia, tak<br />

i mikrookolia. Medzi typické hrozby patrí:<br />

-vysoká diferenciácia v odvetví;<br />

-štátne regulácie;<br />

-know-how, ktoré sa v odvetví pouţíva;<br />

-veľký počet konkurujúcich si firiem;<br />

30


FEI KKUI<br />

-pomalý rast odvetvia;<br />

-hrozba substitučných výrobkov;<br />

-hrozba vstupu nového producenta a pod.<br />

Kombináciou príleţitostí a hrozieb okolia a silných a slabých stránok podniku potom<br />

vznikajú rôzne varianty strategického správania, pričom je nutné vziať do úvahy, ţe ide<br />

o budúci vývoj. Potom na základe analýzy môţeme určiť:<br />

-ideálnu podnikateľskú jednotku, pre ktorú sú typické veľké príleţitosti a malé<br />

ohrozenia;<br />

-špekulatívnu podnikateľskú jednotku, pre ktorú sú typické veľké príleţitosti a veľké<br />

ohrozenia;<br />

-vyzretú podnikateľskú jednotku s malými príleţitosťami a malým ohrozením;<br />

-znepokojujúcu podnikateľskú jednotku s malými príleţitosťami a veľkým ohrozením.<br />

V rámci procesu realizácie SWOT analýzy je potrebné uskutočniť tieto kroky:<br />

1.formulovať cieľ SWOT analýzy (napríklad zistiť, či podnik môţe byť ekonomicky<br />

úspešný v danom roku). Silné a slabé stránky sa vţdy identifikujú z hľadiska určeného<br />

cieľa.<br />

2.Získať potrebné informácie. SWOT analýza sa zvykne robiť formou tabuľky, kde sa<br />

zaznamenávajú silné a slabé stránky vyplývajúce z porovnania s konkurenciou a<br />

príleţitosti a riziká vyplývajúce z porovnania s konkurenciou a príleţitosti a riziká<br />

vyplývajúce z vonkajšieho prostredia.<br />

Po dokončení SWOT analýzy sú manaţéri schopní posúdiť nastávajúcu pozíciu podniku<br />

a previesť zásahy, ktoré lepšie pripravia firmu na budúcnosť. Manaţéri môţu porovnať<br />

externé príleţitosti a riziká s internými silnými a slabými stránkami. Pri určovaní<br />

dimenzií jednotlivých faktorov sa zvykne vyuţívať bodovacia škála. Kaţdý faktor sa<br />

vyhodnotí určitým počtom bodov od 1 do 5 pričom body od 1 – 2 sa povaţujú za<br />

nepriaznivé, od 3 – 4 za stredné a 5 za priaznivé hodnotenie. Po konečnom súčte v<br />

jednotlivých kategóriách sa výsledné hodnoty vnesú do siete rozdelenej do štyroch<br />

31


FEI KKUI<br />

kvadrantov. Po odčítaní vektorov výsledný vektor zaznačíme a alternatívu, akou sa<br />

máme riadiť, v našom danom prípade vypočítame podľa umiestnenia v jednom zo<br />

štyroch kvadrantov.<br />

KVADRANT II<br />

vertikálna integrácia<br />

zloţená diverzifikácia<br />

kritické vnútorné slabé stránky<br />

stratégia spojenectva<br />

KVADRANT III<br />

redukcia<br />

rozdelenie<br />

likvidácia<br />

stratégia ústupová<br />

32<br />

KVADRANT I<br />

koncentrácia a rozvoj výrobku<br />

inovácia<br />

podstatné vnútorné prednosti<br />

stratégia ofenzívna<br />

KVADRANT IV<br />

sústredená diverzifikácia<br />

stratégia defenzívna


FEI KKUI<br />

3.2 Aplikovanie SWOT analýzy<br />

V tejto časti som sa zemeral na podnik ZMP INC. Ktorý sa nachádza v<br />

Koishikawa, Bunkyo-ku, Tokyo 112-0002 , Japan. Venuje sa výrobe robotov. Prezident<br />

firmy je Hisashi Taniguch. Disponuje kapitálom 30 000 000 JPY čo je pribliţne<br />

268 000 EUR. Táto firma ma hlavne zaujala tým, ţe ponúkla na predaj zdrojový kód<br />

jedného svojho humanoidného robota. Generálny riaditeľ ZMP Hisashi Taniguchi<br />

vysvetľuje dôvody pre predaj zdrojových kódov takto: “Naše duševné vlastníctvo,<br />

zdrojový kód k robotovi “nuvo”, sme sa rozhodli zverejniť preto, aby sme dali podnet k<br />

výskumu a rozvoju robotiky, možnosti ZMP sú obmedzené a zapojenie “externých<br />

mozgov” spoločnosti a vývoju robotov jednoznačne prospeje. Rozvoj robotiky v oblasti<br />

hardware dosiahol určitého stupňa zrelosti, vývoj software, vrátane aplikácií a služieb,<br />

bude hlavná téma pre najbližšie roky. Preto by sme radi ocenili účasť IT firiem a ich<br />

zamestnancov, ktorý sú skúsený v príprave nových aplikácií, služieb a obchodných<br />

modelov.” [9] . Preto som chcel zistiť aké je postavenie firmy na trhu.<br />

Silné stránky:<br />

Kompetentnosť – vedúci pracovníci sú presne zaradení do jednotlivých odborov podľa<br />

ich odbornosti.<br />

Dobrá povesť u kupujúcich – výrobky sú bezchybné a spĺňajú očakávania kupujúcich.<br />

Obchodná stratégia – predaj zdrojového kódu robota „nuvo“ na trhu.<br />

Dobrý manaţment – skúsení riadiaci pracovníci.<br />

Dobrá motivácia – moţnosť sebarealizácie odborníkov vo vybranom odvetví.<br />

Vysoká produktivita práce.<br />

Geografická poloha – veľkomesto ma výhody v prezentácií výrobkov, výroby,<br />

mnoţstvo fakúlt kde sa školia nový mladí nadšenci.<br />

Mladý perspektívny kolektív, plný elánu a chuti pracovať.<br />

Spolupráca s vysokými školami – podporuje výskum a rozvoj.<br />

Originalita produktov.<br />

33


FEI KKUI<br />

Slabé stránky:<br />

Finančné zdroje – keďţe je to malá firma, disponuje nízkym kapitálom. Nemá dostatok<br />

financií na rozvoj a výskum.<br />

Konkurenčné schopnosti – vďaka nízkemu kapitálu nie je firma flexibilná a ťaţšie znáša<br />

konkurenčné tlaky.<br />

Slabé postavenie na trhu – nízka ponuka výrobkov na trh.<br />

Technológie - opotrebované strojové zariadenie.<br />

Príliš úzky výrobný program – malé priestory, preto nevyrábajú pre kvantitu ale kvalitu.<br />

Vysoká cena výrobkov – kvôli vysokým nákladom.<br />

Časovo náročný vývoj.<br />

Príleţitosti:<br />

Veľa potencionálnych zákazníkov.<br />

Moţnosti expandovať na nové trhy, kde nie je presýtený trh.<br />

Moţnosť rozšírenia výrobného programu pre lepšie uspokojenie zákazníkov.<br />

Podpora vlády na výskum a vývoj v podobe grantov a príspevkov z fondov.<br />

Lepšie dostupné moderné technológie a zniţovanie ich cien na trhu.<br />

Hrozby:<br />

Rýchly rast trhu – neschopnosť prispôsobiť sa tempu rastu.<br />

Vstup nového konkurenta – daný odbor je perspektívny a ţiadaný.<br />

Rastúca moc zákazníkov – moţnosť vyberať si drahšie a zloţitejšie výrobky od<br />

konkurenčných firiem.<br />

Meniace sa potreby, vkus a vplyv módnych vĺn na zákazníkov.<br />

Prílišná akcelerácia technologického pokroku vďaka veľkým spoločnostiam a ich<br />

vysokým investíciám, na ktoré malý výrobca nebude schopný reagovať.<br />

34


FEI KKUI<br />

Problém patentovania nových technológii a postupov pri výrobe zo strany<br />

nadnárodných korporácií.<br />

Tab. 2 Silné stánky a pridaný faktor dôleţitosti - SWOT analýza<br />

SILNÉ STRÁNKY Faktor dôleţitosti<br />

Kompetentnosť 4<br />

Dobrá povesť u kupujúcich 3<br />

Obchodná stratégia 4<br />

Dobrý manaţment 4<br />

Dobrá motivácia 3<br />

Vysoká produktivita práce 4<br />

Geografická poloha 4<br />

Mladý perspektívny kolektív 4<br />

Spolupráca s vysokými školami 5<br />

Originalita produktov 3<br />

SPOLU 38<br />

Tab. 3 Slabé stánky a pridaný faktor dôleţitosti - SWOT analýza<br />

SLABÉ STRÁNKY Faktor dôleţitosti<br />

Finančné zdroje 4<br />

Konkurenčné schopnosti 3<br />

Slabé postavenie na trhu 2<br />

Technológie 3<br />

Príliš úzky výrobný program 4<br />

Vysoká cena výrobkov 3<br />

Časovo náročný vývoj 5<br />

SPOLU 24<br />

35


FEI KKUI<br />

Tab. 4 Príleţitosti a pridaný faktor dôleţitosti - SWOT analýza<br />

PRÍLEŢITOSTI Faktor dôleţitosti<br />

Veľa potencionálnych zákazníkov 3<br />

Moţnosti expandovať na nové trhy 5<br />

Moţnosť rozšírenia výrobného programu 3<br />

Podpora vlády na výskum a vývoj 4<br />

Lepšie dostupné technológie 3<br />

SPOLU 18<br />

Tab. 5 Hrozby a pridaný faktor dôleţitosti - SWOT analýza<br />

HROZBY Faktor dôleţitosti<br />

Rýchly rast trhu 4<br />

Vstup nového konkurenta 2<br />

Rastúca moc zákazníkov 3<br />

Meniace sa potreby 4<br />

Prílišná akcelerácia technologického pokroku 5<br />

Problém patentovania nových technológii 4<br />

SPOLU 22<br />

36


FEI KKUI<br />

V našom prípade sme sa na konci SWOT analýzy ocitli v IV kvadrante, čo<br />

znamená ţe prevaţujú hrozby nad príleţitosťami a silné stránky nad slabými. Z toho by<br />

sa dalo usúdiť, ţe firma je silná, má dobrý základ, ale ohrozujú ju väčšie firmy. Má<br />

ťaţšie postavenie na trhu. Preto by mala nastoliť defenzívnu stratégiu, čo znamená<br />

udrţať firmu na svojej pozícii a hľadať zdroje aby sa mohla brániť pred silnejšou<br />

konkurenciou, čo v podstate vysvetľuje dôvod predaja zdrojových kódov.<br />

37


FEI KKUI<br />

4 Technologická analýza<br />

4.1 Bipedálne kráčanie<br />

Jedným z najväčších problémov riešenia kráčajúcich mobilných servisných robotov<br />

je návrh ich lokomočného (pohybového) ústrojenstva. Modelom sú pohybové<br />

ústrojenstva ţivočíchov a biomechanika ich pohybu opísateľná biomechanickými<br />

charakteristikami. Charakteristiky moţno vyuţiť najmä pri analýze pohybových<br />

vlastností, optimalizácií konštrukcie a pohonového agregátu pohybového ústrojenstva,<br />

návrhu riadenia a koordinácie pohybu funkčných častí lokomočného ústrojenstva.<br />

Štatistiky o aplikáciách mobilných servisných robotov potvrdzujú, ţe druhým<br />

najrozšírenejším princípom ich mobility po kolese je princíp „ kráčania“. Dostupné<br />

databázy evidujú okolo 120 typovo rôznych konštrukčných riešení kráčajúcich robotov.<br />

Modelom pre riešenie mechanizmu lokomócie kráčajúcich strojov sú pohybové<br />

schopnosti ţivočíchov a ich pohybové ústrojenstva „nohy“, ktoré realizujú pohyb ako<br />

výsledok zloţitej činnosti skeletového(kostrového) a nervovo-svalového systému ich<br />

organizmu<br />

.<br />

Teoretickým východiskom pre hodnotenie techniky pohybu kráčajúceho systému<br />

(biomechanika) sú javy charakterizujúce a určujúce mechaniku pohybu (biomechanické<br />

charakteristiky) hmotného systému v jej kinetickom a dynamickom prejave. Jedným<br />

z nástrojov vstupujúcim do metodiky konštruovania robotov s podporou CAD systémov<br />

(CAD- Computer Aided Design- systém s integrovanou podporou návrhu a súčasne aj<br />

výrobou súčiastky) je simulácia, ktorá umoţňuje analyzovať správanie sa kráčajúceho<br />

mechanizmu uţ v etape jeho navrhovania. Súčasné CAD systémy integrujú všetky<br />

pozitívne prístupy k počítačovej simulácií a nadväzne optimalizácií navrhovaného<br />

technického systému.<br />

38


FEI KKUI<br />

Pri činnosti pohybového mechanizmu robota (bipedálne formy: kráčanie, skákanie,<br />

beh obraty...,quadrupedálne formy: šplhanie, plazenie, lezenie, plávanie...<br />

Druhy pohybu: priamočiare, obecné, rovnomerné, nerovnomerné, aktívne, pasívne,<br />

cyklické, acyklické...) sa poloha jeho jednotlivých funkčných častí a nadväzne celého<br />

systému mení, mení sa dráha pohybu, jej veľkosť a smer. Menia sa uhly, ktoré zvierajú<br />

funkčné časti systému voči sebe a voči okolitému prostrediu, t. j. pohyb sa premieta do<br />

zmien polohy vo všetkých rovinách súradnicovej sústavy organizmu.<br />

Mechaniku kráčania vyjadrenú polohami jednotlivých kĺbov nohy a ich<br />

uhlovými zmenami, resp. dráhou kĺbov, moţno popísať matematickým modelom<br />

vyuţívajúcim len priestorové charakteristiky zo zostavy uvedených biomechanických<br />

charakteristík. Kráčanie moţno rozloţiť na fázy pohybu pre kaţdú formu a druh<br />

pohybu. Napr. pre symetrickú chôdzu má model kráčania štruktúru pohybu: Fáza I.-<br />

vykročenie, Fáza II.- prvá časť kroku, Fáza III.- druhá časť kroku, Fáza IV.- dokročenie.<br />

Fázy II, a III. sa cyklický opakujú, počet cyklov závisí od dĺţky kroku a vzdialenosti,<br />

ktorú treba prekonať.<br />

Navrhovanie robotov si vyţaduje zvládnuť okrem poznatkov o konštruovaní<br />

technických systémov aj poznatky z biomechaniky, obecných princípov tvorby metodík<br />

navrhovania zostáva mechatronický prístup. [11]<br />

4.2 Konštrukčná analýza humanoiného robota<br />

SONY QRIO<br />

Robotika revolucionizuje mnohé vedné oblasti tým, ţe im predkladám nové<br />

a nové náročné poţiadavky. Vo vývoji robotiky vznikol rad nových mechanických<br />

komponentov, aplikovali sa nové konštrukčné materiály, vznikli originálne kinematické<br />

štruktúry. Výrazne sa zdokonalili pohybové systémy, rozvinula saproblemaatika<br />

špeciálnych senzorických systémov, nastal hlboký prienik výpočtovej techniky<br />

a programových prostriedkov do robotiky, rozvinuli sa nové riadiace štruktúry. Silne sa<br />

39


FEI KKUI<br />

rozvíjajú väzby a aplikácie vo vzťahu k umelej inteligencii apod. Robotika významne<br />

prispieva k rozvoju špičkových technológii. V tejto časti na príklade opíšem<br />

konštrukčné riešenie robota SONY QRIO. [12]<br />

4.2.1 Charakteristika humanoidného robota SONY QRIO<br />

Medzi vysoko inteligentné humanoidné <strong>roboty</strong> nepochybne patri uţ spomínaný<br />

humanoidný robot vyvinutý firmou SONY nazývaný „QRIO“ viď. Obr. 9. Má rôzne<br />

schopnosti pre komunikáciu so svetom a je jedným z najviac dômyselných<br />

a inteligentných humanoidných robotov, ktorí otvárajú nepoznané hranice a moţnosti.<br />

Je postavený na základe predchádzajúcej verzie SDR-AX. Skratka SDR- znamená<br />

Sony dream robot, čiţe humanoidný robot vysnívaný firmou SONY. Robot je<br />

stelesnením autonómneho kráčajúceho a inteligentného systému schopného začlenenia<br />

do beţného ţivota s ľuďmi v ich domácom prostredí.<br />

Obr. 9 Humanoidný robot QRIO od firmy SONY<br />

40


FEI KKUI<br />

POPIS JEDNOTLIVÝCH ČASTÍ:<br />

A: Stereo kamera.<br />

B: Reproduktor.<br />

C: Polohový senzor ramena.<br />

D: Odmeriavací senzor vzdialenosti (hlava).<br />

E: Obrazový rozlišovací senzor (oko).<br />

F: Zapnutie / Vypnutie.<br />

G: Mód správania sa.<br />

H: Odmeriavací senzor vzdialenosti (ruka).<br />

I: Sluchový senzor (ucho).<br />

J: Mikrofón.<br />

K: Senzor zovretia.<br />

Tabuľka 6 popisuje pôsobivú konfiguráciu tohto humanoidného robota.<br />

Disponuje 38- mimi servomotormi, z toho aţ 10 je určených pre pohyb rúk. Kaţdý<br />

palec má nezávisle riadený pohon. Voľba servomotorov bola podmienená poţiadavkou<br />

čo najmenšieho hluku, takţe samotný chod robota je aţ prekvapivo tichý, nepočuť<br />

ţiadne zvuky typické pre tieto konštrukcie.<br />

Tab. 6 Konštrukčné riešenie robota QRIO a popis voľnosti jednotlivých častí<br />

Výška 580 [mm]<br />

Váha 6.5 [kg]<br />

Počet všetkých kĺbov 38 DOF<br />

Hlava 4 DOF<br />

Trup 2 DOF<br />

Rameno 5 DOF x 2<br />

Noha 6 DOF x 2<br />

Ruka 5 DOF x 2<br />

41


FEI KKUI<br />

4.2.2 Konštrukčné riešenie hornej časti (hlavy)<br />

QRIO je vybavený dvoma CCD kamerami s rozlíšením 110,000 pixlov<br />

a stereoskopickým rozpoznávacím obrazovým videním viď. Obr.10. Vie rozoznať<br />

prekáţku na vzdialenosť 100 cm, čím sa jej efektne, ale hlavne včas vyhne.<br />

V hornej časti sa nachádza taktieţ 7 mikrofónov, ktoré slúţia ako sluchové<br />

vnemy robota. Vie nielen rozoznávať slová ale aj určovať smer, odkiaľ zvuk prichádza<br />

a rozpoznať hlas človeka, s ktorým uţ komunikoval a uloţil predtým do pamäte. Je<br />

schopný rozoznávať tváre ľudí, pričom si ich pamätá. Dokáţe tieţ odpovedať, jeho<br />

slovník obsahuje desiatky tisíc slovíčok. Je schopný dialógu a zapamätá si niektoré<br />

informácie o človeku s ktorým sa rozpráva.<br />

Obr. 10 Konštrukčné zobrazenie hornej časti (hlavy)<br />

42


FEI KKUI<br />

4.2.3 Konštrukčné riešenie ramena<br />

Konštrukcia ramien a rúk bola navrhnutá tak, aby čo najviac pripomínala ľudské<br />

pohyby a vyzerala príťaţlivo „ľudsky“ viď. Obr. 11. Rameno je umiestnené na<br />

guľovom kĺbe, ktoré umoţňuje univerzálny pohyb, no má vyššie poţiadavky na riadenie<br />

týchto pohybov.<br />

Účelom tohto humanoidnéo robota je pouţitie v domácom prostredí, kde je<br />

ľudský dotyk častý, dokonca prirodzený. Preto sú jeho kĺby spájané a plynulé<br />

predchádzajú k ďalšiemu kĺbu. Spájané časti sú ukryté vo vnútri, aby sa pri manipulácii<br />

s robotom vyvolal dojem hladkého povrchu prstov, lakťov a ramien.<br />

Kvôli tomu sú ramená vybavené dotykovými senzormi umiestnenými na<br />

ramennom kĺbe a lakťovom kĺbe. Tieto senzory slúţia ako hmatové vnemy robota. Ak<br />

sa tieto vnemy aktivujú, riadiaci systém vyhodnocuje o aký dotyk ide a následne<br />

koriguje smer pohybu robota a silu, ktorá pôsobí na jeho povrch.<br />

Obr. 11 Konštrukcia ramena<br />

43


FEI KKUI<br />

4.2.4 Konštrukčné riešenie trupu<br />

SONY QRIO rozoznáva mechanický tlak vyvíjaný na jeho trup a urobí krok<br />

smerom, v ktorom je naň tlačené s cieľom zachovať svoju stabilitu a predísť pádu viď.<br />

Obr.12. Dokáţe sa prispôsobiť tlaku, ktorý prichádza spredu, zozadu, zľava a sprava.<br />

Ak vyhodnotí situáciu tak, ţe pád je nevyhnutný, prispôsobí sa situácii a v smere pádu<br />

natiahne ruky. Riadiaci systém uvoľní servomotory, aby lepšie absorbovali pád.<br />

Následne robot zisti svoju pozíciu, obráti sa tvárou hore a dokáţe sám vstať.<br />

Obr. 12 Konštrukčné riešenie trupu<br />

4.2.5 Konštrukčné riešenie dolnej končatiny<br />

Pri „statickom pohybe“ sa vyuţíva na stabilizovanie robota umiestnenie jeho<br />

ťaţiska tak, aby kolmica, ktorá ním prechádza smerom k zemi bola v rámci nohy na<br />

ktorej robot stojí, alebo medzi jeho nohami, s cieľom robota stabilizovať. Dynamická<br />

chôdza je sprevádzaná pohybmi, pri ktorých ťaţisko robota nemusí byť nutne v tzv.<br />

zóne stability, pretoţe do úvahy sa berie dynamika pohybu a sily gravitácie sa<br />

vyrovnávajú s odstredivými silami pohybu. Hovorí sa o tzv. Zero Moment Point (ZMP).<br />

QRIO podobne ako človek vyuţíva „dynamický typ pohybu“ viď. Obr 13.<br />

Dokáţe kráčať po rôznych povrchoch a tancovať. Ako prvý robot dokázal beţať<br />

a poskakovať. Tento humanoidný robot je vybavený senzormi v chodidlách, ktoré mu<br />

umoţňujú detekovať typ povrchu pomocou tlaku, ktorým povrch na robota pôsobí.<br />

Vďaka tomu je schopný rozlišovať skokové zmeny povrchu do výšky 1 cm alebo šikmú<br />

plochu do 10 stupňov a prispôsobiť sa im.<br />

44


FEI KKUI<br />

Obr. 13 Konštrukčné riešenie dolnej končatiny (nohy)<br />

4.2.6 Špeciálny mechanizmus ISA<br />

Pre dosiahnutie plynulosti pohybov a malých rozmerov bol vyvinutý špeciálny<br />

mechanizmus ISA viď. Obr. 14. Výhodou takéhoto riešenia je vysoký krútiaci moment,<br />

vysoké presnosti a takmer okamţité vykonanie akcie daného člena. ISA systém má asi<br />

2x vyšší krútiaci moment v porovnaní s mechanizmami bez zabudovaných riadiacich<br />

členov. Takýto mechanizmus obsahuje senzorické systémy, servomotor a prevodový<br />

člen. Existujú tri druhy mechanizmov ISA. Malé mechanizmy pouţívané pri konštrukcii<br />

ramenných kĺbov. Stredné sú pouţívané v konštrukciách nôh a trupu, zatiaľ čo veľké sú<br />

vyuţívané hlavne v oblasti, ktorá si vyţaduje vysoký krútiaci moment, teda v oblasti<br />

kolenného kĺbu.<br />

Obr. 14 Inteligentný mechanizmus ISA<br />

45


FEI KKUI<br />

5 Perspektívy technológií<br />

Vývoj technológii napreduje veľmi rýchlo, čoho je dôkazom aj robot CBi.<br />

<strong>Humanoidné</strong>ho robota vytvorili japonskí a americkí vedci. Vysoký je 155 cm, disponuje<br />

51 stupňami voľnosti a má hmotnosť 85 kg. Jeho dolné končatiny dostávajú riadiace<br />

signály, ktoré sú získavané zo senzorov napojených na mozog opice, pohybujúcej sa po<br />

beţiacom páse. Aktivita viac ako dvoch stoviek neurónov mozgovej kôry opice je<br />

snímaná a prevedená do podoby, ktorú je moţné prenášať pomocou internetu.<br />

Vzhľadom k rozdielnemu ťaţisku tela opice a robota, tento pohyb dolnými končatinami<br />

robota v súlade s pohybmi opice sú totoţné, ale CBi nedokáţe samostatne stáť<br />

a udrţiavať rovnováhu. Pohyb robota je snímaný videokamerou a odosielaný späť do<br />

USA, kde je v reálnom čase premietaný opici. Tá je schopná ešte niekoľko minút po<br />

tom ako je zastavený beţiaci pás ovládať pohyb robota uţ iba myšlienkami, sledujúc<br />

premietaný obraz chodiaceho robota.<br />

Vedci hodnotia výsledok tohto experimentu ako veľký krok smerom k realizácii<br />

neurálnych protetických zariadení, ktoré v budúcnosti umoţnia obnoviť motorické<br />

funkcie dolných končatín paralyzovaných pacientov snímaním ich mozgovej aktivity.<br />

Súčasne umoţní vývoj robotov, ktorých pohyb bude podobnejší ľudskému. [6]<br />

Obr. 15 Robot CBi, ktorý je prepojený s mozgom opice<br />

46


FEI KKUI<br />

Vďaka novým technológiám vzniká aj nový myšlienkový smer tranzhumanizmus,<br />

ktorý počíta s postupným zlepšovaním a so zdokonaľovaním ľudského rodu<br />

prostredníctvom strojov. Dalo by sa to cez nejaké rozhranie medzi neurónmi a<br />

komunikačnými zariadeniami počítačov. Futurológ Ray Kurzweil vkladá veľkú nádej<br />

do nanotechnológie, čiţe technológie schopnej vytvoriť stroje veľkosťou blízke<br />

molekulám. Tieto "nanostroje" by mohli preniknúť do ľudského mozgu a riadene<br />

zvyšovať jeho inteligenciu i kapacitu. Nešlo by tu teda o akési "súperenie" medzi<br />

strojmi a ľuďmi, či dokonca o nahradenie ľudí strojmi, ale o pokračovanie vyuţívania<br />

strojov, avšak novým spôsobom.<br />

Umelý organizmus, robot (vhodnejšie by bolo pouţívať pojem cyborg, alebo<br />

”arorg” – od artificial organism) je chápaný ako produkt ľudskej činnosti. Po prvej<br />

generácii robotov by však mohli nasledovať ďalšie, ktoré by mohli byť zdokonalené<br />

v dôsledku činnosti UI a mohli by byť aj robotmi produkované, čo by nebolo ţiadúce<br />

bez súhlasu človeka. Preto k trom zákonom, spomenuté v 2. kapitole, ktoré pred viac<br />

ako 60 rokmi sformuloval spisovateľ vedeckofantastickej literatúry Isaac Asimov by<br />

mal byť doplnený 4. zákon: ”Robot sa nesmie klonovať, nesmie sám ani v súčinnosti<br />

s inými robotmi produkovať svoje kópie alebo zdokonalené verzie”. Tento zákon by<br />

mal zabrániť, aby inteligentný robot na základe asociácií, ako napr: a) ţivočích (vrátane<br />

človeka), má pud sebazáchovy, rozmnoţuje sa, b) počítač a zálohovanie údajov; toto<br />

tvorčím spôsobom nerozvinul a neaplikoval aj na seba.<br />

UI môţe nepredstaviteľne rozšíriť moţnosti ľudského výkonu. Pre jej schopnosť<br />

tvorivo riešiť zadané úlohy a stanovovať si vlastné úlohy. Však činnosť UI musí byť<br />

regulovaná. Obdobne ako genetické manipulácie a práca s nebezpečnými<br />

mikroorganizmami sa uskutočňujú v špeciálne chránených priestoroch, by sa malo<br />

postupovať aj pri vývoji a experimentovaní s UI.<br />

47


FEI KKUI<br />

6 Záver<br />

Po preštudovaní témy som sa utvrdil ţe robotika je preferovaná právom. Dôkazom<br />

toho je rýchly vývoj technológií a uplatnenie robotov v praxi. Roboty sú vyuţívané vo<br />

všetkých sférach nášho ţivota. Týka sa to uţ priemyselnej výroby, poľnohospodárskej<br />

výroby, kultúry, zdravotníctva, vo vede a výskume. V domácnostiach sa dokonca<br />

stávajú nielen pomocníkmi, ale aj spoločníkmi a maznáčikmi. <strong>Humanoidné</strong> <strong>roboty</strong> sú<br />

stále na vyššej úrovni, sú schopné samostatne sa rozhodovať. Moţnosť, ţe by sa v<br />

strojoch mohli vyvinúť city, teda aj hnev, strach a agresivita potrebné na vedenie vojny,<br />

patrí do ďalekej science-fiction. Napriek tomu máme stále dôvody na obavy. Veľké<br />

nebezpečenstvo hrozí zo zneuţitia technológií. Namiesto vojny proti strojom je oveľa<br />

reálnejšie, ţe ľudia pouţijú nové moţnosti proti sebe navzájom. Robíme to uţ totiţ od<br />

nepamäti. Kaţdá krajina sa snaţí plne podporovať vedu a výskum poskytovaním<br />

rôznych grantov a fondov. Aj to motivuje mnohé firmy k bádaniu v oblasti nových<br />

technológií.<br />

Pojem technologickej singularity je kľúčovým na pochopenie moţných scenárov<br />

technologického vývoja. Tento výraz vymyslel americký matematik, vysokoškolský<br />

pedagóg a autor vedecko-fantastických diel Vernon Vinge. Vychádzal z predpokladu,<br />

ţe človek raz bude schopný vytvoriť stroj, ktorý by ho inteligenčne prevýšil. Keďţe<br />

tento stroj bude inteligentnejší ako jeho stvoriteľ, bude schopný sám vytvoriť nový, ešte<br />

dokonalejší stroj.<br />

Nový stroj bude schopný vytvoriť svojho ešte dokonalejšieho nasledovníka, a tento<br />

vývoj bude pokračovať aţ k nekonečnej dokonalosti. Vinge tento stav nazval<br />

singularita. Pre súčasného človeka je ťaţké si predstaviť, ako by mohol fungovať a<br />

vyzerať čo len druhý zo strojov v rade. Otázne je tieţ, kedy by k singularite mohlo<br />

dôjsť, pretoţe nevieme odhadnúť ani rýchlosť, akou by boli nadľudsky inteligentné<br />

stroje schopné vyrábať svoje zdokonalené repliky.<br />

Ray Kurzweil oponuje, ţe singularita je bod v čase v budúcnosti, za ktorý uţ<br />

nedokáţeme vidieť, a po ktorom vývoj nebudeme môcť predvídať. K tomuto bodu sa<br />

však nedostaneme postupným evolučným sebazdokonaľovaním strojov, ako<br />

48


FEI KKUI<br />

predpokladá Vinge, ale pôjde o náhly prevrat, niečo na spôsob revolúcie. Na základe<br />

predchádzajúceho technologického vývoja a na ňom postavenom predvídaní budúcnosti<br />

dospel Kurzweil k záveru, ţe singularita by mohla nastať v roku 2045, čiţe uţ počas<br />

ţivota mnohých z nás. Po tomto okamihu sa uţ na predvídanie budúcnosti nebudú dať<br />

pouţiť skúsenosti z predchádzajúceho technologického vývoja, pretoţe technologický<br />

svet bude úplne iný, ako si je moţné dnes predstaviť. Kurzweil vychádza z predpokladu<br />

čoraz dokonalejších technológií a trendu, ţe kedykoľvek narazí nejaká technológia na<br />

prekáţku, príde nová technológia, ktorá ju prekoná. Časová perióda medzi jednotlivými<br />

novými technológiami sa pritom skracuje a krivka technologického pokroku vykazuje<br />

rýchly rast.<br />

49


FEI KKUI<br />

Zoznam použitej literatúry<br />

[1] KALAŠ , Václav . Tridsať rokov svetovej robotiky. Bratislava : STU, 2006. 99 s.<br />

ISBN 80-227-2419-X.<br />

[2] NOCKS, Lisa. The Robot: The Life Story of a Technology. [s.l.] : The Johns Hopkins<br />

University Press, 01.10.2008. 224 s. ISBN 0801890713, ISBN-13: 978-0801890710.<br />

[3] ARTOBOLEVSKIJ, Ivan; KOBRINSKIJ, Aron. Zoznámte sa: ROBOT. Bratislava :<br />

SÚV SZM, 1980. 188 s<br />

[4] KALAŠ , Václav . Tridsať rokov svetovej robotiky : Robotizované technológie pre<br />

tretie tisícročie . AT&P journal[online]. 6/2005 , (13) , [cit. 2010-05-24]. Dostupný z<br />

WWW:<br />

<br />

[5] BRUKKER, Gustáv; OPATÍKOVÁ, Jana. VEĽKÝ SLOVNÍK CUDZÍCH SLOV.<br />

Bratislava : Robinson, s.r.o., 2006. 450 s. ISBN 978-80-89123-07-0.<br />

[6] MADOŠ, Branislav. Humanoidný robot ovládaný mozgom opice. IT NEWS [online].<br />

23.01.2008, c87806, [cit. 2010-05-24]. Dostupný z WWW:<br />

.<br />

[7] ŠOLC, František; ŢALUD, Luděk. Robotika [online]. Brno : Fakulta elektrotechniky<br />

a komunikačných technológií, 01.10.2002 [cit. 2010-05-24]. Dostupné z WWW:<br />

.<br />

[8] Popredný výrobca humanoidov predáva zdrojové kódy. Techmania [online].<br />

07.08.2008, 08, [cit. 2010-05-24]. Dostupný z WWW:<br />

.<br />

[9] Informácie dostupné na <br />

[10] HAINS, Marian. SWOT analýza. Eprogress [online]. 30.06.2009, 319, [cit. 2010-05-<br />

24]. Dostupný z WWW: <br />

[11] SMRČEK, Juraj; NEMEC, Martin; SCIRANKA , Marián. Kráčajúce robotické<br />

systémy, simulácia v procese navrhovania . AT&P journal [online]. 2007, plus 1, [cit.<br />

2010-05-24]. Dostupný z WWW:<br />

http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:nM6NcZ3dYZMJ:www.atpjournal.sk/a<br />

tpplus/archiv/2007_1/PDF/plus187_192.pdf<br />

[12] VAGAŠ, Marek. Analýza konštrukčných riešení humanoidných robotov. Novus<br />

scientia [online]. 2007, 1, [cit. 2010-05-24]. Dostupný z WWW:<br />

<br />

50


FEI KKUI<br />

Prílohy<br />

Príloha A: CD médium – záverečná práca v elektronickej podobe<br />

51

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!