Vi lever i en tid fyldt med robotter - både dem, der reagerer på kommandoer udstedt af en person, og dem, der autonomt reagerer på et program, der er placeret i deres operativsystem. Uanset hvordan de fungerer, og mere fundamentalt, er robotter værktøjer, der er beregnet til at udføre opgaver, der er gentagne eller farlige, ofte i situationer, der kræver høj præcision eller for at tjene som menneskelig fuldmagt. Interessant nok har robotter også været et faststof i fiktion, da antikken - et af de tidligste eksempler var bronzegiganten Talos i Homers IIiad. De er også blevet brugt som en detaljeret metafor for menneskehedens forhold til teknologi. Uanset om udtrykket "robot" fremkalder en vision om Frankenstein eller Tickle Me Elmo, er de ikke længere bare et figur af frugtbare fantasier, og menneskets tillid vokser eksponentielt. For eksempel spiller robotter i stigende grad en betydelig rolle i amatørastronomi - det billede, der ledsager denne diskussion, blev produceret gennem robotassistance.
Robot blev først brugt af Karel Capek, et tjekkisk teaterstykke, i sit science fiction-stykke fra 1921, R.U.R. (Rossums Universal Robots). Det blev opfundet af hans bror og stammer fra de tjekkiske og slovakiske ord robota (en tvangsarbejder eller serve) og robotovat (til slave), der har været i brug siden det tiende århundrede. I stykket fremstiller Rossums fabrik mekaniske slaver, der har et menneskeligt udseende. Disse mekanismer blev genstand for misbrug fra de mennesker, der støder på dem, indtil de får følelser og går sammen om oprør af deres pine. Til sidst erobrer de verden og decimerer menneskeheden, men indser snart hollandigheden af deres sejr, fordi de ikke kan reproducere og forevige deres arter. Som et sidste plot-twist løser det sidste resterende menneske, der heldigvis er videnskabsmand, dette problem ved at skabe en mandlig og kvindelig robot, før han også udløber.
Temaet robotter som objekter med mistillid og frygt satte litterær rod inden Capeks skuespil, da Mary Wollstonecraft Shelley offentliggjorde, hvad der anses for at være, det første arbejde med science fiction-Frankenstein eller The Modern Prometheus - i 1818. I Shellys historie, en overmenneskelig, intelligent og fuldstændigt kunstigt skabt væsen vender sig mod dens skaber og ødelægger ham for at redde sig selv fra forfølgelse. Historiens hovedperson, Frankensteins monster, betragtes som den første robot i litteraturen, og den skabte en skabelon til hundreder af robotpersoner, der fulgte.
Imidlertid har andre, meget mere velvillige eksempler vist sig i fiktion, der undtager robotter som værende bange eller farlige. Tænk på den elskede Tin Man, der først optrådte i L. Frank Baums Den vidunderlige troldmand fra Oz, der blev udgivet i 1900. Robby the Robot blev en af de mest berømte robotter, der optrådte i biografen, da han tog en fremtrædende rolle i filmen fra 1957, Forbudte planet, som et andet eksempel. K-9 var en konstant ledsager i den længe levede Dr. Who tv-serier på BBC og Marvin, den deprimerede og paranoide robot, fik helt uventede karakteristika i Douglas Adams The Hitchhiker's Guide to the Galaxy. Der er mange, mange flere.
Orion Deep field (detalje af M78)
Klik for at forstørre
Den førende eksponent for passiv og praktisk robotik måtte være Isaac Asimov, doktor i biokemi, og verdens mest produktive forfatter af science fiction og populærvidenskab, der døde i 1992. Asimovs mest markante bidrag til science fiction var genoprettelsen af roboten som et videnskabeligt værktøj snarere end som et rovdyrmonster. Han skildrede robotter som logiske konstruktioner med intelligente beskyttelsesforanstaltninger mod misbrug. Konflikter opstod fra samspillet mellem robotprogrammering, kendt som de tre love for robotik, og uventede situationer, eller menneskelig mangel på forståelse af deres humanoide værktøjer. Asimov begyndte sine robothistorier, før computere eller computerprogrammering var almindeligt kendt, men han forventede korrekt mange af de problemer, som virkelige softwareforfattere og -brugere stødte på.
Konceptet om en menneskeskabt skabelse, der er udtænkt til at udføre i stedet for dets skaber, kan spores meget længere tilbage i historien. For eksempel blev et af de første indspillede mønstre af en robot, der blev lavet af Leonardo da Vinci engang i nærheden af 1495, genopdaget i Da Vincis notebooks i løbet af 1950'erne. Hans detaljerede tegninger afbildede en mekanisk ridder, der var i stand til at sætte sig op, artikulere sin arm og vende hovedet. Desværre vides det ikke, om Leonardos mekaniske mand nogensinde blev bygget, men hans tegninger er vidunderlige!
Nikola Tesla anses for at have konstrueret et af de første robotstyrede enheder, da han med succes demonstrerede en radiostyret båd til offentligheden i Madison Square Garden i 1898. Han forestillede fjernstyrede torpedoer for marinen ved hjælp af radio til at forbinde operatøren til våben . Det var baseret på flere patenter, der faldt under hans paraplykoncept kaldet teleautomation. Han foreslog også at bruge teleautomation med fjernstyrede fly og jordkøretøjer og forudsagde nøjagtigt, at maskiner ville besidde deres egen intelligens engang i fremtiden.
Vi underviser vores børn i historie som en lineær progression, hvor en begivenhed fører til en anden, der følger, mere eller mindre, en lige linje, hvis sti bliver tydelig over tid. Dette er også den måde, de fleste voksne betragter fortiden, når de bliver reflekterende, men menneskehedens historie - vores kultur og opfindelser - er langt, langt mere kompliceret end det. Menneskets fortid er mere som et vandudgiftsområde, hvor flere små vandløb slynger sig nedad samtidig, konvergerer uventet og danner større strømme, der til sidst kombineres for at skabe den mægtige flod, vi kalder historie. I stedet for at betragte historien som en bogs indholdsfortegnelse er det faktisk mere nøjagtigt at tænke på menneskehedens fortid som indekset for en bog, hvor et emne har mange henvisninger til andre gennem årsag og virkning. Historie er faktisk et sammenkoblet web som Internettet. F.eks. Kom den innovation, der fremkaldte vores stigende afhængighed af robotter, fra en anden unik bemærkelsesværdig opfindelse, der påvirker alle vores liv, og som vores moderne samfund nu bygger på - computeren.
Orion Deep field (detalje af bælte stjerner)
Klik for at forstørre
Da computeren blev omfavnet af erhvervslivet, tilbage i 1950'erne, spredte en følelse af frygt langsomt sig blandt arbejdstagerne for, at deres hårde arbejde, engagement, loyalitet og levebrød kunne bagatelliseres og overføres af en maskine. Denne mistanke er ikke helt forsvundet over tid. Måske er det simpelthen blevet en af livets forståede økonomiske realiteter sammen med det moderne begreb out-sourcing. Der var dog et indsigtsfuldt film, med titlen Skrivebordssæt, der blev frigivet i 1957, drejede det sig om et fiktivt tv-netværk, der erhvervede computere for at udligne den arbejdsbyrde, der var forventet af en verserende fusion. På det tidspunkt begyndte computere allerede at erstatte hele kontorer for kontorister, og de fleste amerikanere vidste ikke meget om disse enheder. Filmen var med til at forberede dem, der så den på de ændringer, computere var ved at foretage i samfundet generelt. Grundlæggende en romantisk komedie, historiens moral blev udtrykt af en af de medvirkende karakterer: en computer er ikke et monster, der vil fjerne menneskers job væk, men et værktøj, der gør deres arbejde lettere og sjovere. Naturligvis overser denne forenklede forklaring, at det lettere job kan være noget helt andet!
Uanset, da computerteknologi konvergerede med robotikforskning i løbet af de sidste par årtier, blev eksplosionen af hverdagslige robotter og deres anvendelighed som mekaniske tjenere antændt.
I dag er robotter produktive i masseproduktionen af produkter, hvor gentagelig præcision er et krav. Bilproducenter har for eksempel i stigende grad været afhængige af industrirobotter for at male, svejse og hjælpe med at samle biler, og resultaterne har øget pålideligheden og kvaliteten af deres varer markant. Automatiske guidede køretøjer (AGV'er) bruges til oplagring til at flytte materialer efter indlejrede ledninger eller stole på laservejledning til navigation inden for anlægget. På hospitaler, AGV's shuttle-medicin eller patientmåltider til sygeplejestationer, og når den er færdig, vender den tilbage til sin ladestation og venter på den næste opgave - alt uden indblanding.
Roboterne hilses velkomne ind i vores hjem som støvsugere, græsslåmaskiner og, i Japan, som ledsagere. Vi behøver heller ikke se længere end på det legetøj, vi giver vores børn - som nævnt i begyndelsen af denne diskussion, en af de hotteste ting til jul 2006 var Tickle Me Elmo, den seneste inkarnation af en yderst sofistikeret robotlegetøj til børn.
Orion Deep field (detalje om Horsehead og Flame Nebulae)
Klik for at forstørre
Robotter bruges også til opgaver, der er kedelige, beskidte eller for farlige til at risikere eller opretholde en persons liv, såsom bombeudrådning eller i efterforskning i rummet. Hver sonde sendt af NASA, ESA, Rusland, Japan eller enhver anden rumfartsnation er en i det væsentlige semi-autonom robot, hvor de to tilsyneladende uovervindelige Mars-rovers, Spirit og Opportunity, er de nuværende plakatbørn.
Robotik har fundet sin vej ind i amatørastronomi - hundreder af tusinder af overkommelige, bærbare teleskoper er nu udstyret med sofistikerede computere, der automatisk kan forstå deres geografiske placering, tidspunktet for dagen og datoen og lokalisere objekter i himlen med et par enkle knapklik fra observatøren. Disse enheder kræver dog stadig, at operatøren er placeret i nærheden, bundet med en ledning mellem instrumentet og en håndholdt controller.
I løbet af de sidste par år, der begyndte ved årtusindskiftet, blev produkter og software tilgængelige, som gearede Internettet for at muliggøre fjernafstandskontrol af observatorier og teleskoper. Oprindeligt begrænset til professionelle faciliteter, der pådrager sig enorme omkostninger i både udstyr og kommunikation, er fjernbetjening med robot-teleskop blevet inden for de budgetmæssige kapaciteter hos motiverede, høje ende astrofotografer, ligesom Rob Gender, der skabte det billede, der ledsager denne diskussion. Du kan se den største version her.
Rob er uden tvivl en af (hvis ikke) verdens mest berømte og talentfulde deep space fotografer. En far til tvillinger, Rob og hans kone bor i det nordlige centrale Connecticut, hvor han også er en fuldtidslæge på et hospital i Hartford-området. I næsten ti år producerede han stemningsfulde billeder fra indkørslen ved siden af sit forstæder hjem, hvor han blev hele natten langs sit teleskop og kamera, mens de slurped stjernelyset. For omkring atten måneder siden tog han et stort spring i en konstant søgen efter at forbedre sine billeder ved at åbne et fjernstyret, robotobservatorium i de syd-centrale bjerge i New Mexico.
Hans robot er flået af en kommercielt tilgængelig glasfiberstruktur. Når det er i drift, ser observatoriet ud som et knebet, runde cykloper, der stirrer intenst på nattehimlen over. Synet opnås gennem et 11 megapixel astronomisk kamera, der er knyttet til et 20-tommer f / 8 Ritchey-Chretien-teleskop. Hjernen på hans fjerntliggende anlæg leveres af en pakke med orkestrerede applikationer, der er placeret i en computer på toppen af skrivebordet, som kan fås adgang til højhastighedsinternet overalt overalt i verden. I tilfælde af uventet systemsvigt eller nødsituation stilles support og sikkerhed til rådighed af supportpersonalet 24X7.
Hver klar nat, når månen ikke er synlig, finder Rob siddende på sit hjemmekontor i New England og snakker med sit sydvestlige observatorium. Efter at have modtaget sine målretningsoplysninger sluger og låses teleskopet på plads, når kuppelens øje åbnes og roterer for at give et uhindret udsigt over himlen. Derefter åbnes kameraets lukker, og den nattelange billedbehandlingssession begynder. Sensorer videresendes information om temperatur, fugtighed, skydække og vindhastighed på stationen. Enhver af disse faktorer kan påvirke de planlagte nætter, som er planlagt til billeddannelse, men robotopsætningen er designet til at opretholde en konstant årvågenhed og lukke observatoriet, hvis vejrforholdene forringes ud over forud fastlagte parametre. I stedet for at forblive vågen og personligt holde øje med sit udstyr, som han gjorde i mange år i fortiden, går Rob i seng og får en god nattesøvn - hans observatorium løber uden behov for yderligere indgriben!
Orion Deep felt (detalje om Den store tåge - M42)
Klik for at forstørre
Robs opsætning er ikke unik; snesevis af amatørastronomer har åbnet eller planlægger lignende situationer. Nogle er placeret i baghave, mens andre er på den modsatte side af planeten takket være internetets gennemgribende. I stigende grad drager mange astronomer, både amatører og professionelle, som ikke har budgettet til at oprette et personligt robotobservatorium, drager fordel af installationer, der kan lejes på timebasis eller om natten. F.eks. Tilbyder Global-rent-a-scope.com teleskoper i forskellige størrelser, der er placeret i USA, Australien og Afrika. I Europa tilbyder The Virtual Telescope en Celestron 11 og en Takahashi FS-102. Stonehenge-observatoriet og mit eget Blackbird-observatorium leverer separat et 20-tommers Ritchey-Chretien-instrument til leje hver time.
Billedet med denne diskussion tilbyder en fantastisk vision. At dette billede blev udsat ved hjælp af et robotobservatorium, gør det til en endnu mere utrolig præstation. Det repræsenterer over 50 timers eksponering, der er trænet på den centrale del af stjernebilledet Orion. Fire brede felteksponeringer ved hjælp af en 4-tommer astrografisk refraktor blev sømløst syet for at skabe kroppen af denne mosaik, men billeder i højere opløsning blev også kombineret for at forbedre dens klarhed. Mange i amatørfotografiet betragter dette billede som det bedste, der nogensinde er produceret af en ikke-professionel astronom.
Scenen viser et sted 1.500 lysår fra hvor vi bor. Den når fra M78, nederst til venstre, til Hunter's højre-bælte stjerne, i øverste venstre hjørne. Venstre og lidt under midten er Horsehead og Flame Nebulae-regionen. Øverst til højre ligger den store tåge i Orion - det største stjernefødselsområde nær Jorden. Sektionen, der strækker sig diagonalt nederst til højre, er fyldt med det hvirvlende materiale fra Orion Molecular Cloud Complex, der strækker sig langt ud over grænserne til denne enorme himmelskive.
Har du fotos, du gerne vil dele? Send dem til Space Magazine astrofotograferingsforum, eller e-mail dem, og vi har muligvis et i Space Magazine.
Skrevet af R. Jay GaBany
