Robô

A palavra 'robô' em si não era nova, tendo sido usada na língua tcheca como robota (que significa servidão, um termo aplicado a camponeses obrigados ao serviço obrigatório sob o sistema feudal). O termo "robô" foi aplicado pela primeira vez para se referir a autômatos artificiais na peça R.U.R. em 1920, do escritor tcheco Karel Čapek. No entanto, Karel originalmente lhes chamaria de labori (do latim labor, trabalho) mas seu irmão Josef Čapek sugeriu o termo robô (originalmente robot/roboti- singular/plural). Na concepção atual, robôs são compostos de partes mecânicas, enquanto os "robôs" de R.U.R. eram seres semi-humanos e sem alma fabricados com matéria orgânica sintética para servirem de escravos da humanidade sendo, portanto, mais próximos dos replicantes e dos clones humanos. A palavra robótica, usada para descrever este campo de estudo, foi cunhada pelo escritor de ficção científica Isaac Asimov. Ele criou as "Três Leis da Robótica" que são um tema recorrente em seus livros e em obras de autores posteriores.

Segundo a definição da RIA (Robotics Industries Association), um robô seria um dispositivo automático que possui conexões de realimentação (feedback) entre seus sensores, atuadores e o ambiente, dispensando a ação do controle humano direto para realizar determinadas tarefas, podendo também haver robôs parcialmente controlados por pessoas. O grau de automatização de um robô pode atingir o nível de aprendizado automático, dependendo dos algoritmos utilizados - ainda que com muitas limitações, devido às óbvias dificuldades de simular a realidade em nível computacional. Os robôs executam tarefas através de atuadores (elétricos, pneumáticos, sonoros etc.), produzindo sons, acendendo elementos luminosos ou displays, movendo um braço, abrindo ou fechando garra robótica, ou realizando o seu próprio deslocamento. O controle é provido por algoritmos que relacionam as entradas e saídas do robô, através de unidades de processamento eletrônicas e de softwares, que podem ser desde um circuito eletrônico de controle até mesmo um computador pessoal. Por esta definição, muitos dispositivos automáticos poderiam ser chamados de robôs.

A ideia de pessoas artificiais data de épocas como a da lenda de Cadmus, que semeou os dentes de um dragão que se transformaram em soldados, e do mito do Pigmalião, no qual a estátua de Galateia se torna viva. Na mitologia clássica, o deus deformado da metalurgia (Vulcano ou Hefesto) criou serventes mecânicos, variando de serventes douradas inteligentes a mesas utilitárias de três pernas que poderiam se mover por força própria. As lendas Judias se referem ao Golem, uma estátua de argila animada através de mágica Cabalística. Similarmente, o Younger Edda, da Mitologia escandinava conta que um gigante de argila, Mökkurkálfi ou Mistcalf, foi construído para auxiliar o troll Hrungnir em um duelo com Thor, o Deus do Trovão. O escritor checo Karel Čapek introduziu a palavra "Robô" em sua peça "R.U.R" (Rossum's Universal Robots, cujo livro foi lançado no Brasil pela editora Hedra com o título A Fábrica de Robôs), encenada em 1921. O termo "robô" realmente não foi criado por Karel Čapek, mas por seu irmão Josef, outro respeitado escritor checo. O termo "Robô" vem da palavra checa "robota", que significa "trabalho forçado".

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De acordo com a American Heritage Dictionary, a robótica é a ciência ou o estudo da tecnologia associado com o projeto, fabricação, teoria e aplicação dos robôs. A palavra robótica foi utilizada primeiramente impressa na história de ficção científica de Isaac Asimov "Liar!" (1941). Nela, o autor se refere às 'três regras da robótica' que posteriormente se tornaram as "Três Leis da Robótica" na publicação de ficção Eu, Robô. Asimov não sabia que estava inventando o termo; como a ciência e tecnologia dos dispositivos elétricos é a eletrônica, ele assumiu que a robótica já se referia à ciência e tecnologia dos robôs. Em algumas das outras obras de Asimov, ele afirma que o primeiro uso da palavra robótica foi em seu conto Runaround (Astounding Science Fiction, março de 1942), onde ele introduziu o conceito das Três Leis. No entanto, a publicação original de "Liar!" antecede o de "Runaround" em dez meses, então o primeiro é geralmente citado como a origem da palavra.

Os robôs são utilizados para realizar trabalhos que são muitos pesados, sujos ou perigosos para os seres humanos. Os robôs industriais nas linhas de produção são a forma mais comum de robôs, porém isto vem mudando recentemente pela entrada de robôs faxineiros e cortadores de grama. Em 2017, um robô de carga pessoal, que pode transportar até 40 quilos de suprimentos de forma autônoma ou seguindo um operador humano. Outras aplicações incluem a limpeza de lixo tóxico, exploração subaquática e espacial, cirurgias, mineração, busca e regaste e a busca de minas terrestres. Os robôs também estão surgindo nas áreas de cuidados de saúde e entretenimento. Os manipuladores industriais possuem capacidades de movimento similares ao braço humano e são os mais comumente utilizados na indústria. As aplicações incluem soldagem, pintura e carregamento de máquinas. A indústria automotiva é um dos campos que mais se utiliza desta tecnologia, onde os robôs são programados para substituir a mão de obra humana em trabalhos repetitivos ou perigosos. A adoção generalizada deste tipo de tecnologia, entretanto, foi atrasada devido à avaliabilidade de funcionários baratos e aos altos requerimentos de capital dos robôs. Outra forma de robôs industriais é o AGVs (Veículos Guiados Automaticamente). Os AGVs são utilizados em estoques, hospitais, portos de contêineres, laboratórios, instalações de servidores, e outras aplicações onde o risco, confiabilidade e segurança são fatores importantes. De mesma forma, o patrulhamento autônomo e os robôs de segurança estão aparecendo como parte de alguns prédios automatizados.

Quando os roboticistas tentaram imitar os movimentos humanos e de animais em robôs, eles descobriram que isto era muito difícil de ser realizado, necessitando de muito mais poder computacional do que estava disponível na época. Então, foi dada ênfase a outras áreas de pesquisa. Robôs simples utilizando rodas foram utilizados para conduzir experimentos sobre comportamento, navegação e planejamento de percursos. Estas técnicas de navegação atualmente se encontram disponíveis nos sistemas de controle de robôs autônomos. O exemplo mais sofisticado de um sistema de navegação autônomo disponível inclui um sistema de LASER e o sistema VSLAM (Localização e Mapeamento Visual Simultâneos) da ActivMedia Robotics e da Evolution Robotics. No momento em que os engenheiros estavam prontos para tentar criar robôs que caminhassem novamente, eles começaram com pequenos hexápodes e outras plataformas com muitas patas. Estes robôs imitavam os insetos e artrópodes em forma e função. Estes tipos de corpos comumente oferecem alta flexibilidade e adaptatividade a muitos ambientes, porém o custo da complexidade mecânica adicional tem adiado sua adoção pelos consumidores. Com mais de quatro patas, estes robôs são estaticamente estáveis, o que os torna mais fáceis para se trabalhar. O objetivo da pesquisa com robôs bípedes é obter uma caminhada utilizado movimento passivo-dinâmico que imite o movimento humano. Temos algum progresso recente na locomoção bípede, entretanto um caminhar bípede robusto ainda não foi atingido.

Alguns cientistas acreditam que os robôs serão capazes de se aproximar a uma inteligência semelhante à humana na primeira metade do século XXI. Mesmo antes destes níveis de inteligência teóricos serem obtidos, especula-se que os robôs podem começar a substituir os humanos em muitas carreiras com trabalho intensivos. O pioneiro da cibernética Norbert Wiener discutiu alguns destes temas em seu livro The human use of human beings (1950), no qual ele especulou que a tomada de trabalhos humanos pelos robôs pode levar a um aumento no desemprego e problemas sociais a curto prazo, porém que a médio prazo isto pode trazer uma riqueza material às pessoas na maioria das nações. Alguns acreditam que estes robôs coletivamente podem formar um "proletariado robô", ou classe operária, que permitiria que os humanos ser preocupassem principalmente com o controle dos meios de produção (tais como os equipamentos de fazendas e indústrias), assim aproveitando os frutos dos trabalhos dos robôs. Tal mudança na produção, distribuição e consumo de mercadorias e serviços iria representar uma mudança radical do sistema socioeconômico atual, e para evitar a pobreza normalmente causada pelo desemprego e para poder aproveitar os frutos do trabalho robótico, acredita-se que o proletariado humano teria que derrubar a classe dominante, estando de acordo com as previsões de Karl Marx.

O conceito de que os robôs podem competir ou rivalizar com os humanos é comum. Em sua série Eu, Robô, Isaac Asimov cria as Três Leis da Robótica em uma tentativa literária de controlar a competição dos robôs com os seres humanos, estas leis são: Infelizmente, este problema pode não ser tão simples de resolver. O próprio Asimov baseou o enredo de uma série de romances e histórias curtas na análise da aplicabilidade e suficiência das três leis. As leis ou regras que podem ou devem ser aplicadas aos robôs ou outro "capital autônomo" em cooperação com competição com os humanos incentivaram a investigação macroeconômica desta competição, notavelmente por Alessandro Acquisti construindo um trabalho posterior a John von Neumann. Mesmo sem uma programação maliciosa, os robôs e os humanos simplesmente não possuem as mesmas tolerâncias e capacidades corporais, o que pode levar a acidentes: Em Jackson, no estado de Michigan, em 21 de julho de 1984, um robô de uma fábrica esmagou um operário contra uma barra de proteção, aparentemente na primeira morte relacionada a um robô nos Estados Unidos. Desde então as cortinas de laser tem sido requeridas para proteção contra tal tipo de perigo com equipamentos pesados.

Dean Kamen, o fundador da FIRST e da American Society of Mechanical Engineers (ASME) criou um fórum competitivo que visa inspirar nas pessoas jovens, em suas escolas e comunidades uma apreciação pela ciência e tecnologia. A competição robótica deste grupo é uma competição multinacional onde times profissionais e pessoas jovens resolvem problemas de engenharia de forma intensa e competitiva. Em 2003 a competição atingiu mais de 20.000 estudantes em mais de 800 times em 24 competições. Estes times vêm do Canadá, Brasil, Reino Unido e Estados Unidos. Ao contrário das competições de sumo que ocorrem regularmente em alguns eventos, os as competições Battlebots na televisão, estas competições incluem o processo de criação do robô. A RoboCup é uma organização competitiva dedicada ao desenvolvimento de um time de robôs humanoides totalmente autônomos que possa vencer o campeão mundial de futebol por volta do ano 2050. Existem muitas ligas para simulação para humanoides de tamanho real.