ربات‌ها ممکن است توسط یک دستگاه کنترل خارجی، کنترل شوند یا این‌که دستگاه کنترلی در داخل آن‌ها قرار بگیرد. ربات‌ها ممکن است به‌گونه‌ای ساخته شوند که ظاهری شبیه به انسان داشته باشند اما بیشتر ربات‌ها، ماشین‌هایی هستند که برای انجام کاری ساخته می‌شوند و ظاهر آن‌ها اهمیتی ندارد.

ربات‌ها ممکن است خودگردان یا نیمه خودگردان باشند و انواع مختلفی از قبیل ربات‌های انسان‌نما، مانند ربات ASIMO شرکت هوندا و ربات پینگ‌پونگ‌باز شرکت TOSY، ربات‌های صنعتی، ربات‌های جراحی پزشکی، ربات‌های کمک به بیماران، ربات‌های سگ درمانی، ربات‌های کوچک که از هوش جمعی بهره می‌برند، پهباد هایی مانند هواپیمای بدون سرنشین MQ-1 Predator که توسط نیروی هوایی ایالات‌متحده مورداستفاده قرار می‌گیرد و حتی ربات‌های میکروسکوپی(نانو ربات‌ها) را شامل می‌شوند. ربات‌ها ممکن است با تقلید از ظاهر موجودات زنده و یا شبیه‌سازی حرکات آن‌ها، حس هوشمند بودن و یا توانایی فکر کردن را به انسان القا کنند. انتظار می‌رود تا در دهه آتی، اشیا خودگردان گسترش چشمگیری پیدا کنند. از ارکان اصلی این گسترش می‌توان به ربات‌های خانگی و اتومبیل‌های خودگردان اشاره کرد.

رباتیک

شاخه‌ای از فنّاوری که با طراحی، ساخت، اجرا و کاربرد ربات‌ها به همراه سیستم‌های کامپیوتری لازم برای کنترل ، دریافت پاسخ سنسورها و پردازش اطلاعات آن‌ها سر و کار دارد رباتیک نام دارد. این فنّاوری ها با ماشین‌های خودکاری سر و کار دارند که می‌توانند جای انسان را در محیط های خطرناک و یا در فرآیند های تولید بگیرند یا می‌توانند از نظر ظاهر، رفتار و یا فرآیند های یادگیری و درک شبیه انسان عمل کنند. امروزه بسیاری از ربات‌ها از طبیعت الهام گرفته‌شده‌اند و شاخه‌ای به نام رباتیک الهام گرفته از طبیعت را ایجاد کرده‌اند. این ربات‌ها همچنین شاخه جدیدتری به نام رباتیک نرم را نیز پدید آورده‌اند.

از زمان تمدن‌های باستانی، موارد بسیاری از دستگاه‌های خودکار که توسط انسان قابل تنظیم بودند و یا حتی ماشین‌های خودکاری که شبیه انسان و یا حیوانات بودند و عمدتاً به‌عنوان سرگرمی به کار می‌رفتند ثبت‌شده است. با پیشرفت روش‌های مکانیکی در عصر انقلاب صنعتی، کاربردهای مفیدتری مانند ماشین‌های خودکار یا ماشین‌های کنترل از راه دور و کنترل از راه دور بی‌سیم، اختراع شدند.

کلمه “ربات” اولین بار در نمایشنامه کارخانه ربات‌سازی روسوم که توسط  کارل چاپک نویسنده اهل جمهوری چک نوشته شده به کار رفت. در این نمایشنامه کلمه ربات به یک موجود خیالی شبیه به انسان اطلاق می‌شد. بنابراین چاپک، خالق حقیقی واژه ربات است. با ظهور اولین ربات‌های الکترونیکی خودگردان که در سال 1948 توسط William Grey Walter در شهر Bristol انگلستان ساخته شد و همچنین ماشین‌های کنترل عددی کامپیوتری(CNC) در اواخر دهه 1940 میلادی توسط  John T. Parsons و  Frank L. Stulen، علم الکترونیک به نیروی پیشران توسعه تبدیل شد. اولین ربات تجاری، دیجیتال و قابل برنامه ریزی توسط George Devol در سال 1954 ساخته شد. نام این ربات Unimate بود. این ربات در سال 1961 به شرکت  General Motors فروخته شد. در این شرکت از این ربات برای بلند کردن قطعاتی از فلز داغ از دستگاه‌های ریخته‌گری در کارخانه این شرکت در ایالت NewJersey استفاده می‌شد.

ربات‌ها در انجام مسئولیت‌های تکرارشونده و خطرناک که انسان‌ها ترجیح می‌دهند آن‌ها را انجام ندهند، یا به دلیل محدودیت از نظر اندازه نمی‌توانند انجام دهند و یا به دلیل این‌که در محیط های بسیار سخت مانند فضا و یا در کف اقیانوس‌های انجام می‌شوند، جایگزین انسان‌ها شده‌اند.

نگرانی‌هایی در مورداستفاده روزافزون از ربات‌ها و نقش آن‌ها در جامعه نیز وجود دارد. ربات‌ها اغلب به‌عنوان یکی از عوامل افزایش بیکاری شناخته می‌شوند زیرا امروزه آن‌ها در کارهای مختلفی جایگزین کارگران می‌شوند. استفاده از ربات‌ها در کارهای نظامی نیز نگرانی‌هایی اخلاقی را به دنبال داشته است. احتمال خودگردانی کامل ربات‌ها و تبعات منفی بعدی آن در بسیاری از داستان‌های تخیلی مطرح‌شده و ممکن است در آینده به نگرانی جدی تبدیل شود.

خلاصه

واژه ربات می‌تواند هم به ربات‌های واقعی و هم به واسط های مجازی نرم افزاری اشاره کند؛ البته در بیشتر موارد برای مورد دوم از واژه “بات” استفاده می شود. به‌طورکلی، در مورد این‌که چه ماشین‌هایی در دسته ربات‌ها قرار می‌گیرند اجماع جمعی وجود ندارد اما تقریباً تمام متخصصان و همچنین مردم معتقدند که ربات‌ها همه یا برخی از توانایی‌ها و قابلیت‌های زیر را داشته باشند: 1- قبول کردن برنامه‌نویسی الکترونیکی 2-پردازش داده‌ها یا درک‌های فیزیکی به‌صورت الکترونیکی 3- تا حدودی خودگردان عمل کردن 4- جابجا شدن 5- استفاده از اجزا مختلف بدنه خود به‌صورت کاربردی یا استفاده از فرآیند های فیزیکی، توانایی تشخیص و ایجاد تغییر در محیط و توانایی نشان دادن رفتار هوشمندانه؛ به‌خصوص رفتاری که شبیه به رفتار انسان‌ها یا سایر حیوانات باشد. زیست‌شناسی مصنوعی رشته‌ای است که ارتباط نزدیکی با مفهوم ربات دارد. در این رشته به مطالعه گونه‌هایی که طبیعتشان به‌جای ماشین‌ها، بیشتر شبیه به موجودات است پرداخته می شود.

تاریخچه ساخت ربات و ماشین های خودکار

ایده ماشین‌های خودکار از اساطیر فرهنگ‌های مختلف سراسر جهان نشاءت گرفته است. مهندسین و مخترعان تمدن‌های باستانی مانند چین باستان، یونان باستان و مصر باستان تلاش می‌کردند تا ماشین‌هایی خودکار بسازند که بعضی از آن‌ها شبیه به حیوانات یا انسان بودند. اولین ماشین‌های خودکار ساخته‌شده کبوترهای مصنوعی ساخته‌شده توسط ارخوطس، پرنده‌های مصنوعی Mozi و Lu Ban، ماشین خودکار سخنگوی هرون اسکندرانی، روشویی خودکار فیلوی بیزانسی و ماشینی خودکار شبیه به انسان است که در کتاب Liezi توصیف شده است.

دوره آغازین

بسیاری از اساطیر باستانی و بیشترین ادیان جدید در مورد انسان‌های مصنوعی صحبت کرده‌اند. برای نمونه می‌توان به خدمتکاران مکانیکی ساخته‌شده توسط خدای آهنگری و صنعت یونان باستان، هفائستوس، گولم های گِلی افسانه های یهودی، غول های گِلی افسانه های نورس(اسکاندیناوی) و گالاتئا، مجسمه افسانه ای متعلق به پوگمالیون که زنده شد اشاره کرد. از زمان قرن چهارم قبل از میلاد مسیح، اساطیر جزیره کرت به تالوس اشاره می‌کردند. تالوس مردی ساخته‌شده از برنز(برنج) بود که از جزیره کرت در برابر حمله دزدان دریایی محافظت می کرد.

در یونان باستان، مهندس یونانی به نام تسیبیوس( 270 سال قبل از میلاد) دانش خود در زمینه خواص هوا و گاز ها و همچنین هیدرولیک را به کار گرفت تا اولین ساز هیدرولیکی و همچنین اولین ساعت آبی با ارقام متحرک را اختراع کند. در قرن 4 قبل از میلاد، ریاضی دان یونانی ارخوطس، پرنده ای مکانیکی ساخت که با بخار کار می کرد. او این پرنده را “کبوتر” خطاب می کرد. هرون اسکندرانی، ریاضی دان و مخترع یونانی در قرن اول پس از میلاد چندین دستگاه خودکار ساخت که توسط کاربر قابل تنظیم بودند. او همچنین در متون باقی مانده از خود ماشین‌هایی را توصیف کرده که با فشار هوا، بخار و یا آب کار می‌کردند.

در متن  Lokapannatti ( متنی متعلق به قرن 11 بعد از میلاد در مورد کیهان شناسی آیین بودایی) آمده که یادگار های بودا توسط ربات‌های مکانیکی در برابر حملات امپراطوری رُم محافظت می‌شدند؛ تا این‌که این ربات‌ها توسط آشوکا شاه خلع سلاح شدند.

در چین باستان، کتاب  Lie Zi متعلق به قرن سوم پس از میلاد، روایتی را از یک ماشین خودکار شبیه به انسان توصیف می کند. در این روایت که متعلق به چندین قرن قبل از نوشته شدن این کتاب است امپراطور چین King Mu of Zhou و یک مهندس مکانیک به نام Yan Shi که یک سازنده ماهر بود با یکدیگر ملاقات می کنند. در این ملاقات Yan Shi ، یک کاردستی مکانیکی به شکل پادشاه را با ابعاد مشابه با ابعاد واقعی او، با افتخار به او تقدیم می کند. این کاردستی از چرم، چوب و اعضای مصنوعی ساخته‌شده بود. همچنین در کتاب Han Fei Zi و سایر کتاب ها و سایر کتاب ها به مواردی از ماشین پرنده خودکار اشاره شده است. در این کتاب ها موزی، فیسلوف موهیستی قرن 5 قبل از میلاد و Lu Ban، مهندس چینی هم عصر با او به‌عنوان مخترعین پرنده‌های مصنوعی چوبی که می‌توانستند واقعا پرواز کنند شناخته شده‌اند. در سال 1066، مخترع چینی، سوسانگ، ساعت آبی را به شکل یک برج ساخت که دارای مجسمه های مکانیکی بود که در ساعت های مختلف روز به حرکت در می آمدند.

محققان شروع عصر ماشین‌های خودکار را از زمان اختراع ساعت آبی سوسانگ و مجسمه های​ مکانیکی آن دانسته اند. این مجسمه ها در ساعت های مختلف روز به حرکت در می آمدند. این مجسمه ها از مکانیزمی استفاده می‌کردند که در آن از یک ماشین درام قابل برنامه ریزی استفاده شده بود. در این سیستم بادامک هایی وجود داشت که به اهرم های کوچکی متصل شده بود و این اهرم ها، برای ایجاد صدا با استفاده از سازهای ضربه ای(پرکاشن) مورداستفاده قرار می گرفتند. با جابجایی بادامک ها به محل های مختلف، این ماشین درام ریتم ها و الگو های مختلفی را به تولید می کرد.

در ایتالیای دوران رنسانس، لئوناردو داوینچی در سال 1495 طرح های اولیه ای را از یک ربات انسان‌نما کشید. دفتر های یادداشت داوینچی که در دهه 1950 پیدا شد دارای طرح های با جزئیاتی از یک شوالیه مکانیکی بود که امروزه با نام ربات لئوناردو شناخته می شود. این ماشین می‌توانست بشیند و بازو ها، سر و فکش را نیز تکان دهد. طراحی این دستگاه بر مبنای تحقیقات آناتومیک داوینچی بود که در طراحی دیگر او به نام مرد ویترویوسی نمایش داده شده است. معلوم نیست که داوینچی برای ساخت این ربات تلاش کرد یا خیر.

در ژاپن، بین قرن های 17 تا 19 ماشین‌های خودکار پیچیده ای به شکل انسان و حیوانات ساخته می‌شد. بسیاری از این ماشین‌ها در کتاب  Karakuri zui متعلق به قرن 18 نمایش داده شده‌اند. یکی از این ماشین‌ها، یک عروسک مکانیکی به نام  karakuri ningyō بود. مدل های مختلفی از karakuri نیز وجود داشت؛  Butai karakuri که اغلب در نمایش ها مورداستفاده قرار می گرفت، Zashiki karakuri که کوچک بود و در خانه ها استفاده می‌شد و Dashi karakuri که در مراسم مذهبی استفاده می‌شد. در این گونه مراسم مذهبی از این عروسک ها برای باز​آفرینی افسانه ها و اساطیر استفاده می‌شد.

در فرانسه، بین سال های 1738 و 1739، ژاک ووکانسن چندین ماشین با اندازه های واقعی ساخت. این ماشین‌ها شامل یک نوازنده فلوت، یک نوازنده نی و همچنین یک اردک مکانیکی بودند. این اردک مکانیکی می‌توانست بال هایش را تکان دهد، گردنش را بالا و پایین ببرد، غذا را از دست بازدیدکننده ببلعد و با دفع ماده ای که در قسمت داخلی آن کار گذاشته شده بود حس توانایی هضم غذا را به بیننده القا کند.