Robot Nedir?

Robot, mekanik sistemleri ve bunlarla ilişkili kontrol ve algılama sistemleri ile bilgisayar algoritmalarına bağlı olarak akıllı davranan makinelerdir. Yeniden programlanabilen; maddeleri , parçaları, aletleri, programlanmış hareketlerle yapılacak işe göre taşıyan veya işleyen çok fonksiyonlu makinelerdir. Robot, bu konuda çalışmalarıyla tanınan Maja Mataric’in yaptığı tanıma göre, ortamdan topladığı verileri dünyası hakkında sahip olduğu bilgiyle sentezleyerek, anlamlı ve amaçlarına yönelik bir şekilde hareket edebilen ve bunu güvenli bir biçimde yapabilen bir makinedir.

Bir mekanizmanın robot olarak adlandırılabilmesi için dört temel kısmı içermesi gerekir. Bu temel kısımlar; robotun çevresindeki verileri algılayabilmesi için gerekli sensörler (alıcılar), verilerin toplanmasını ve kontrolü sağlayan elektronik devreler, bu sensör verilerini kullanarak robotun amacına uygun matematiksel ve mantıksal işlemler ile karar verme olayının gerçekleşmesini sağlayan bir program (robotun mikrodenetleyicilerine yüklenecek algoritma) ve verilen kararlar doğrultusunda gerekli hareketleri gerçekleştirebilecek bir mekanik düzenektir.

Robot kelimesi, ilk defa Karel Čapek‘in 1920 yılında yazdığı R.U.R. – Rossum’s Universal Robots adlı eserinde yer almış ve daha sonra tüm dünyada kullanılmaya başlanmıştır. Robot kelimesi Çek dilindeki hizmet eden kelimesine karşılık gelen “robota” dan türetilmiştir. Karel Čapek’in R.U.R. adlı oyununda mekanik ve otonom, ama insanca duygulardan yoksun yaratıklar olarak kullanılan robot, daha sonra birçok bilim kurgu romanına konu olmuştur. Isaac Asimov ünlü robot serisiyle teknolojik açıdan tutarlı bir robot kavramı yaratır ve robotların amacının insana hizmet olduğunu, bir robotun kendi amaçlarını insanların amaçlarına hiçbir zaman tercih edemeyeceğini koyduğu 3 Robot Yasası’yla belirler. Bu robot yasaları şu anda insanla robot arasındaki ahlaksal ve hukuksal ilişkinin temelini oluşturmaktadır.

İnsanoğlu tarihin başlangıcından itibaren günlük yaşamda kullanmak üzere aletler icat etti. Çünkü bu araç gereçlerle bazı şeyleri yapmak mümkün ya da daha kolay oluyordu. Ancak insanların aklında bu işleri yapmak yerine, yapacak birilerini bulup daha rahat yaşamak vardı. Güçlü olanlar güçsüzleri köle edindiler. Zeki olanlar ise çok öncelerden robot benzeri şeyleri hayal edebilmişlerdi. Mesela antik Yunan filozoflarından Aristo “eğer tüm araçlar emredildiğinde veya kendi kendilerine çalışabilselerdi işçilere veya kölelere ihtiyaç kalmazdı” sözleriyle robotlar hakkında ilk ipucunu vermiştir. Robotik bilimine bakarsak sanayi devrimine kadar ve hatta robotların modern tanımını göz önünde bulundurursak 13. yüzyılda yaşayan batı bilimi tarafından pek bilinmeyen sibernetiğin babası kabul edilen Ebu’l İz El Cezari’nin otomatik makineleri dışında 20. yüzyılın ortalarına kadar elle tutulur bir gelişme olmadı. Robotik genellikle teori, fikir ve hayali tasarımlardan ibaret kaldı. Zaten “robot” kelimesi ilk olarak Çek oyun yazarı Karel Kapek tarafından Çek dilindeki hizmet eden kelimesine karşılık gelen “robota” dan türetildi. Sanayi devrimiyle beraber makineleşmeyle birlikte teknoloji müthiş bir ivmeyle gelişmeye başladı. Ancak robotların gerçek anlamda hayatımıza girmesi bir yüzyıl daha aldı. 20. yüzyılla birlikte Robotik yavaştan iş dünyasına girdi. Önceden sadece karnına bastırınca ağlayan bebeklerden ibaret olan robotik sektörü robot benzeri yapıların sıcak metalleri taşımakta kullanılmasıyla endüstriye girdi. Sonradan gelişerek birçok işte kullanılmaya başlandı. Tekrar programlanabilen robotlar, birden fazla iş yapabilenler derken robotları şimdi uzay araştırmalarında kullanıyoruz. Robotların bu yavaş ama aniden ivmelenen tarihi gelişimini kronolojik bir şekilde inceleyeceğiz.

Homeros İlyada adlı eserinde hareketli üçayaklılardan bahsetmektedir. Jason ve Argonotlar adlı Eski Yunan efsanesinde de Talos adlı dev bronz nöbetçi karşımıza çıkar. Bu dev, tanrılar tarafından Girit adasını yabancılardan korumak üzere ”programlanmıştır.” Bir hint efsanesinde de hareket eden mekanik fillerden bahsedilmektedir. Eski Mısırlılar yaptıkları tanrı heykellerine mekanik kollar eklemişlerdir. Bu heykeller, tanrılardan ilham aldıklarına inanılan rahipler tarafından hareket ettirilirlerdi.

ilk dijital bilgisayar ve günümüzde de hala kullanılmakta olan abaküs M.Ö. 1000 yıllarında Hindistan’ da geliştirilmiştir.

İlk otomasyon kavramını Aristo’nun ortaya attığı kabul ediliyor. M.O. 4. yüzyılda şöyle yazmış: ”Eğer her araç kendi işini görebilseydi, insan eline ihtiyaç duymadan mekik kendi dokuyabilse, lir kendi ¸calabilseydi, yöneticilerin elemanlara ihtiyacı kalmazdı.”

M.O 300’l¨u yıllarda mühendisler suyla çalışan otomatları yarattılar. Otomatın buradaki tanımı ”kendi kendine hareket eden, insan veya hayvanların davranışlarını taklit eden makina”. Bu dönemde İskenderiye’li Hero, Herkül’ ün bir ejderhayı okla öldürüşünü ifade eden bir otomat yaptı.

M.O. 250’de ˙Iskenderiye’li mucit Ctesibius suyla ¸calışan bir saat mekanizması yaptı. Bu icadın önayak olduğu otomatlar ilk nesil robotlar sayılabilir. Otomatların çoğu basit saat zembereği ile çalışan süs ve oyuncaklardı.

1350 yılında Strazburg’daki katedralin tepesine otomatik bir horoz yerleştirilmişti.Her gün öğle saatinde kanatlarını çırparak ötüyordu. 1947’de Venedik’te San Marco meydanındaki büyükk saat kulesine iki dev zangoç yapıldı. Aynı dönemde Eb-ül-İz-el-Cezeri adlı bir Arap otomatlar hakkında bir kitap yazdı. Kitapta çamaşır teknesini doldurup boşaltabilen otomatik bir Arap kadını resmediliyordu.

Bu otomatlara halkın ilgisi oldukça büyüktü. Insanlar sadece bu oyuncakları görmek için uzun yolcuklar yapmayı göze alıyorlardı. Krallar ve imparatorlar bu tip insan taklidi mekanik sanat eserlerinin sunulmasından memnuniyet duyuyorlardı. Bu sebeple yetenekli bir¸cok bilim adamı bu alanda çalışma yapmayı tercih etmiştir.

1700’lüyılların ortalarında, Jacques de Vaucanson, insan boyunda birçok otomat yapmıştır. Bunlardan biri lastik dudaklarının ve parmaklarının haraketini kontrol ederek flüte hava üfleyebilen ve tıpkı bir müzisyen gibi flüt çalabilen bir otomattı. Bu otomatın repertuarında 12 melodi vardı

1769 yılında, Wolfgang Von Kempelen’in satranç oynayan robotu oldukça ilgi çekti. Ancak daha sonra içine yerleştirilen bir çocuk tarafından kontrol edildiği anlaşıldı. Bu sahte robot girişimi otomatların o dönemde oldukça popüler olduğunun bir göstergesi.

1774’de Droz tarihteki en karmaşık otomatlardan birini geliştirdi. ”Otomatik sekreter” 40 harf uzunluğunda bir mesajı kalemle yazabiliyordu. Droz’un yaptığı bir başka otomat da oyuncak bir piyano çalabiliyordu.

1801’de Marie Jacquard numerik olarak kontrol edilebilen ilk makineyi, delikli kartlarla dokunacak desenin kontrol edilebildiği mekanik dokuma tezgahını icat etti.

1805’de Maillardet yaylarla çalışan, resim çizebilen, Ingilizce ve Fransızca yazabilen bir otomat yaptı. Alışılagelmişin dışında bir hafızası ve milimetrik denilebilecek hareketleri vardı. Otomat beş satırlık Fransızca bir şiiri kalemle çok düzgün bir şekilde yazabiliyordu. Otomatın bir resimde de limanda demirlemiş üç gemi bütün ayrıntılarıyla çizmişti. Bu otomat bir yangında zarar görmüş ve kimliği kaybolmuştu. Daha sora Philedelphia’da Franklin Enstitüsü’nde yeniden restore edilmiş ve tekrar çalıştırıldığında yazdığı şiirin sonuna eklediği ”Ecrit par L’Automaton de Maillardet” (Maillardet’nin otomatı tarafından yazılmıştır) yazısı sayesinde kimliği yeniden açığa çıkmıştır.

1876 Dünya Fuarı’nda gerçek insan boyunda otomatik ressamlar, iskambil sihirbazları ve üflemeli aletler çalan müzisyenler büyük izleyici kitlelerinieğlendirdiler. Birkaç yıl içinde, Thomas Edison ”fonograf” adlı icadının küçültülmüş bir halini kullanarak meşhur konuşan bebeği tasarladı. 1890’larda Nikola Tesla ilk uzaktan kumandalı araçları geliştirdi.

1928’de Londra’da elektrikle çalışan bir robot yapıldı. Elektrik motoru, elektromıknatıslar, makaralar, çarklar içermesine rağmen bu robot yalnızca kendi içinde hareketliydi, yani gezemiyordu, sabit bir erişim sahası ile sınırlıydı.

1930’lu yıllarda uçak tasarımcıları uçaklar için otomatik pilotu tasarladılar. Bunlara Avrupa’da robot pilot deniliyordu. Aynı dönemde ilk olarak sprey boya ile duvarları boyayan endüstriyel robotlar yapıldı. Bu makinalar verilen bir görevi yerine getirebilmek için önce bir alıştırma ve eğitim evresinden geçiyorlar, bu evrede yaptıkları hareketlerin bilgilerini kaydediyorlar ve daha sonra bu kaydı kullanarak hareketleri tekrar ediyorlardı.

1940’larda Westinghouse yatay düzlemde bağımsız olarak tümüyle hareket eden iki robot yarattı. ”Electro” adlı robot, dansediyor, 10’a kadar sayıyor, sigara içiyor ve yeni Westinghouse ürünlerini tanıtıyordu. Arkadaşı robot köpek de yanında yürüyor, arka bacakları üzerine kalkıyor ve havlıyordu.

Hiçbir insan müdahalesi olmadan, çevresindekileri algılayıp tepki vermek üzere programlanabilen ilk robot yapay zeka labaratuvarlarında algılama ve görme ile ilgili teorileri test edebilmek amacı ile tasarlanmıştır. Bu tip çalışmalardan biri de 1940’lı yılarda Shannon geliştirdiği labirent çözebilen bir faredir. Bu fare basit bir öğrenme algoritması ile çalışıyordu.

1953 yılında Grey Walter robot bir kaplumbağa geliştirdi. Oval şekilli bu kaplumbağanın hareket etmesi ve yön değiştirmesi iki motorla sağlanıyordu. Kaplumbağa, ufak noktasal ışık kaynaklarının yerleştrildiği karanlık bir odada ışık dedektörleri ile ışığı algılayıp, ışık şiddetine bağlı olarak ışık kaynağına döğru yöneliyor veya ışık kaynağından uzaklaşıyordu. Kaplumbağa aynı zamanda enerjisi azalınca priz bulup kendisini şarj edebiliyordu.

1953’te Japon firması Seiko farklı tipdeki birçok saat parçasının montajını yapan minyatür bir robot geliştirdi.

1954’te George Devol ilk bilgisayar kontrollüendüstriyel robotun patentini aldı ve Joeseph Engleberger ile birlikte Unimation şirketini kurarak General Motors’a üretim hattı için güçlürobot kollar üretmeye başladılar. Böylece endüstriyel robot devrimi başlamış oldu. Amerikalı mucit Devol’ ün iki icadı modern robotların gelişimde büyük rol sahibi olmuştur. Bunlardan biri elektrik sinyallerini magnetik olarak kaydeden ve daha sonra bu kaydı tekrarlayarak bir makinayı kontrol edebilen bir aygıttı.

1960’ların sonlarında araştırmacılar ”Shakey” adında bilgisayar kontrollü bir robot geliştirdiler. Shakey etraftaki eşyalara çarpmadan odalar arasında dolaşabildiği gibi, sesli komutlara göre tahta kutuları üstüste dizebiliyordu. Hatta kutuların düzgün durup durmadığını kontrol ediyor, gerekirse düzeltiyordu. Bir defasında, Shakey’e yüksek bir platformdaki bir kutuyu aşağı itmesi söylenmişti. Shakey kutuya yetişemiyordu ama oraya çıkmasına yarayacak bir eğik düzlemi platformun yanına itti, eğik düzleme tırmanarak yukarı çıktı ve kutuyu aşağı itti.

Hughes Aircraft adlı uçak şirketi 1960’da ”Mobot”ları üretti. Mobotlar tamamen uzaktan kumandalı makinalardı. Inşaat, kimyasal denemeler ve nükleer reaktörler gibi, insanların bulunamayacağı ortamlarda veya yapamayacağı işlerde, radyo dalgaları ve kamera yardımıyla insanlar tarafından uzaktan yönetiliyorlardı. Yine 1960’larda General Electric tarafından tasarlanan ve ayakları üzerinde 7 km/saat hızla yürüyebilen tonlarca ağırlıktaki ”Yürüyen Kamyon” bilgisayar beyinli ilk ayaklı araçtır.

1970 yılında Lunokohod 1, insansız bir Rus aracı, dünyadan kumanda edilerek ayın yüzeyinde keşif gezisi yaptı. 1976 yılında NASA Viking 1 ve Viking 2 araçları Mars yüzeyinden örnekler topladılar. Yine aynı yıl Standford Universitesi’nde Standford Kolu olarak bilinen ve elektrikle çalışan bir robot kol geliştirildi.

1973’de Richard Hohn bir mini bilgisayar tarafından kontrol edilen ilk ticari bilgisayarı geliştirdi. adındaki bu robot hydrolik bir hareket mekanizması ile 100 kiloya kadar ağırlık kaldırabiliyordu.

1977 yılında Stanford Araştırma Enstitüsü, çalışan bir robot görme sistemi geliştirdi.

Hareketli robotlar alanında diğer bir önemli gelişme de Odetics şirketinin 6 bacaklı deneysel robotudur. ”Functionoid” adlı bu robot belirli böceklerin ve insanların bacak yapıları incelenerek tasarlanmıştır.

1980’de yayınlanan Engelberger’in kitabına göre piyasada robot üreten dokuz Japon, dokuz Avrupa ve dört Amerikan şirketi vardı. 1980’lerde artık iyice büyümüş olan robot endüstrisi her ay yeni kurulan robot şirketleriyle canlı bir şekilde ilerlemeyi sürdürdü.

Bugün robotlar ev işlerinde bile insanlara yardımcı olabiliyorlar. Bunun iyi bir örneği Arok adlı robot. Yerleri süpürmek, köpeği gezdirmek, ağır eşyaları kaldırmak gibi 36 işlev gerçekleştirebiliyor. Hero adlı robot çocuklarla oyun oynayabiliyor, bekçilik yapabiliyor. Robotlar fiziksel engellilere de yardımcı oluyor. Palo Alto’da geliştirilen ve sesle komut verilen hizmetçi robotun yapabildiklerinden bazıları yemek hazırlamak, servis yapmak, masadaki dosyaları getirmek, çizim yapmak ve kitap sayfası çevirmek.

Robotların kullanımı yalnız ”iş yaptırmak” ile de sınırlı değil. Sony’nin robot köpeği Aibo’yu satın alanlar sokaklarda gezdirmeye başladılar bile. Yeni nesil, robot oyuncak Furby ile büyüyor. Bugünküyeniliklerin ışığında öyle görünüyor ki, robotlar günlük hayatın ”vazgeçilmez ihtiyaçları” arasında yerlerini almak üzere.