Undervisningsmateriale om Robotteknologi

Transkript

1 Undervisningsmateriale om Robotteknologi

2 Hvad er en robot? Ordet robot kommer af det tjekkiske ord robota, der betyder slavearbejde eller hoveriarbejde. Det blev brugt første gang i 1920 i teaterstykket R.U.R. (Rossum s Universal Robots) skrevet af den tjekkiske forfatter Karel Capek, der anvendte ordet til at beskrive de kunstige menneskelignende maskiner, der optrådte i stykket. Der er ikke en fast definition på hvad der præcist kan betegnes som en robot, men som udgangspunkt er en robot en programmerbar maskine med manipulatorer og sensorer, der ved interaktion med sine omgivelser autonomt kan udføre forskellige former for opgaver. Manipulatorer er mekaniske instrumenter, der kan påvirke verdenen omkring robotten, mens sensorer opfanger eller sanser robottens omgivelser. En af grundene til at det er vanskeligt at definere, hvornår der er tale om robotter, er fordi robotteknologi i dag bruges på mange forskellige måder, dvs. ikke kun som maskiner i den industrielle produktion eller avancerede Mars-landinger. Robotteknologien trænger mere og mere ind i folks hverdag, for eksempel kan støvsugere, græsslåmaskiner, legetøj, biler, legepladser, genoptræningsudstyr indeholde robotteknologiske systemer. Om Robotfestivalen RobotFestivalen fandt sted første gang i efteråret 2006 i Odense. Allerede første år tiltrak festivalen mere end besøgende. Succesen gentog sig i 2007, hvor forskere og kunstnere fra USA, Japan, Tyskland, Spanien og Danmark endnu engang fremviste deres bud på nye, opsigtsvækkende robotter og robotinstallationer. RobotFestivalens aktiviteter hedder nu samlet RoboDays, og i år finder festivalen sted den september 2009 i Odense. Festivalen er en international begivenhed for legende, lærende og interaktive robotter og veksler mellem udstillinger, videnskabelige konferencer og spændende events. College Lillebælt lavet dette undervisningsmateriale for at vise hvor bredt, komplekst og ikke mindst spændende et fagområde robotteknologi er. Vi vil gerne dele vores viden med andre, og mener at robotteknologien er relevant at inddrage i mange fag både i grundskolen og på ungdomsuddannelserne. Derfor arrangerer RoboDays RobotFestival, laver kunstudstillinger, teaterproduktioner og meget mere, der alt sammen formidler, fortolker og undersøger robotteknologi, og vi håber, at I vil supplere læsningen med et besøg på festivalen, kunstudstillingen og/eller teaterforestillingen. I år er temaet for festivalen Robots that moves. I området omkring Kulturmaskinen, Farvergården og Odense Musikbibliotek samler og udstiller RoboDays en række forskellige robotter, der på den ene eller anden måde enten bevæger sig selv eller os i både et fysisk og mentalt perspektiv. Du kan her opleve de mange forskellige robotter og se hvordan robotteknologi i større og større omfang bliver en del af vores normale hverdag i hjemmet og det offentlige rum. Du kan bl.a. opleve en række grønne robotter, dvs. robotter der er udviklet til landbrug, skovbrug eller gartneri, og som har fokus på bæredygtighed og økologi. Du kan også opleve en kunstudstilling med robotteknologiske installationer samt et teaterstykke, der skaber synergi mellem kunst og kreativitet og teknologi. Disse tværfaglige aspekter ved festivalen vil vi fortælle mere om i de kommende afsnit. RoboDays har i samarbejde med Teknisk Fakultet, Syddansk Universitet og Center for Undervisningsmidler, University 2

3 Grønne robotter redder verden Hvem kan løse verdens miljøproblemer? På plakater fra industrialiseringen kan man se, at den rygende skorsten blev brugt som symbol på liv og fremgang. Men på plakaten for filmen En ubekvem sandhed af D. Guggenheim, bliver den rygende skorsten brugt som et symbol på CO2 og hul i ozonlaget. Forfatteren Tor Nørretranders beskriver i avisen Ingeniøren, hvordan ingeniøren kan blive fremtidens helt. Det mener Tor Nørretranders fordi ingeniøren har den opfindsomhed og viden, der skal til for at udvikle en grøn teknologi, som gør, at industrien igen kan forbindes med liv og fremgang. Grøn teknologi Når man taler grøn teknologi, så ser man på flere forskellige kriterier Økologi - produktionen skal være uden syntetiske sprøjtemidler, kunstgødning og gensplejsning. Klima - produktionen må ikke belaste naturen, dvs. vi ser på syreregn, ozonlag, CO2 osv. Velfærd - dyr og mennesker skal ikke lide under produktionsprocessen. På RoboLab ved Syddansk Universitet udvikler og bygger man grønne robotter, som kan opfylde alle de krav, vi har til økologiske produkter. Hortibot, der er udviklet af Rasmus Nyholm Jørgensen, er et eksempel på en grøn robot, som kan genkende 25 typer af ukrudt, og tillige fjerne ukrudtet. For at genkende ukrudt tager robotten fotos af ukrudtet, ud fra disse fotos kan en computer ved hjælp af en algoritme beregne hvad der er ukrudt. Metoden er udviklet af Tim Cootes fra Manchester Universitet og kaldes Active Shape Modeling. Når robotten har genkendt ukrudtet, så kan det fjernes med forskellige midler, det kan være ild, damp, laserlys, gift eller mekanisk. Mekanisk betyder at man skubber, river eller løfter ukrudt væk. Ved almindelig ukrudtsbehandling rammer man både jord og planter, men fordi robotten kan genkende ukrudt, så rammer den kun ukrudtsplanterne. Derfor behøves man kun benytte 20% af den ild, damp eller gift, som man benytter ved almindelig ukrudtsbehandling, hvor man rammer både jord og plante. På billedet ser du mennesker, der bliver trukket rundt af en traktor, mens de ligger ned og fjerner ukrudt med hænderne. Sådan gør man, når økologiske grøntsager skal dyrkes uden syntetiske sprøjtemidler, kunstgødning og gensplejsning. Men der er problemer; traktoren kører på dieselolie, og økologiske grøntsager kræver mere husdyrgødning end ikke-økologiske for at holde ukrudtet nede. Derfor udleder en økologisk gulerod mere CO2 og kvælstof end en almindelig gulerod. Det er ikke nok, at man forbyder sprøjtemidler og kunstgødning, der er brug for opfindsomhed og viden, hvis vi skal løse problemerne. Grønne robotter Grønne robotter er udviklet til landbrug, skovbrug, parker eller væksthuse, med et fokus på økologi, klima og velfærd. Robotforskeren Rasmus Nyholm Jørgensen fra Syddansk Universitet siger om grønne robotter i landbruget:»gevinsten i form af en mere skånsom, effektiv og ressourcebesparende produktion er så stor og åbenlys, at der ikke længere er nogen undskyldning for ikke at gøre noget.«roboss designet af Keld Bertelsen Robolab Sydansk Universitet Fremtiden I RoboLab, og i små fynske virksomheder som eksempelvis Cetus, udvikles fremtidens grønne robotter. Lige nu arbejder RoboLab på at udvikle en laser, der kan fjerne ukrudt vha. laserlys. Der arbejdes også på at bygge en følsom robot, som kan fornemme, hvor blødt et objekt er, så robotten ikke kommer til at klemme for hårdt på dette. Sådan en robot kan plukke æbler og champignons. 3

4 Spørgsmål til diskussion: Med udgangspunkt i artiklen Og lige pludselig handlede det hele om CO2 fra Information d. 5. september 2008 kan der lægges op til diskussion om: Økologi og klima - et økologisk landbrug udleder mere CO2 end et konventionelt landbrug, men hvordan kan vi både prioritere økologi og klima? Forbrug og miljøbevisthed - miljøkampagner handler om at spare på strømmen, tage cyklen og købe mindre, men hvordan løser vi miljøproblemer, uden at vi skal have mindre forbrug? Gift og miljøbevisthed - en grøn robot kan finde ukrudt, men den fjerner ukrudtet ved at bruge mindre gift. Men hvorfor bruger man ikke bare damp eller ild? Menneske og maskine - er det et problem, at robotten overtager menneskets arbejde? Hvis det er et problem, hvem skal så pille ukrudt op af jorden? I kan læse mere om grønne robotter, økologi og bærdedygtighed her: Og lige pludselig handlede det hele om CO2 information.dk (n.d.) HortiBot - A Plant Nursing Robot (n.d.) Robotter bliver dansk landbrugs nye Ferguson Ingeniøren (n.d.) ing.dk/artikel/93771-robotter-bliver-dansk-landbrugs-nye-ferguson Dansk robot jagter ukrudt i marken Ingeniøren (n.d.) ing.dk/artikel/47160-dansk-robot-jagter-ukrudt-i-marken Video: Sensorstyret sprøjtesystem kan sænke forbruget af gift drastisk Ingeniøren (n.d.) ing.dk/artikel/91611-video-sensorstyret-sproejtesystem-kan-saenke-forbruget-af-gift-drastisk?highlight=sensorstyret+spr%f8jtesystem Velkommen til Cetus (n.d.) Byg dine egne robotter På Syddansk Universitet, Det Tekniske Fakultet i Odense, kan du besøge RoboLab og Tek - BrobygningsCenter. Her kan du kan prøve at bygge dine egne robotter med LegoMindstorm. Her kan man eksempelvis bygge en robot, der kan opfange mest mulig energi fra solen, eller et energirigtigt robot køretøj. Læs mere om Det Tekniske Fakultets brobygningsaktiviteter her: Kontakt brobygningsmedarbejder Randi Hærup Poser for at træffe en aftale - på telefon eller mail rahp@tek.sdu.dk. Movebot - Projektchef Niels Jul Jacobsen Robolab Syddansk Universitet 4

5 Robotter, kunst og kultur I forbindelse med RobotFestival 2009 viser RoboDays både en kunstudstilling og et teaterstykke, der beskæftiger sig med robotteknologi ud fra et kunstnerisk synspunkt. Kunsten kan bidrage med forskellige filosofiske overvejelser og indgangsvinkler til både at forstå og undersøge forholdet mellem mennesket og maskinen. Mange har en forestilling om robotter, som værende fremtidige menneskelignende maskiner, også kaldet humanoids eller androider, der kan opnå kunstig intelligens. Tanken om den menneskelignende robot er ofte fremherskende i populære film og bøger, der har robotter som tema. Her bliver robotten, eller maskinen, symbolet på en dystopisk fremtid, hvor maskinerne overtager menneskets plads i verden. På den måde kommer robotter til at repræsentere det modsatte af det menneskelige - den maskinelle logik sat op i mod menneskets følelser og frie vilje. Disse forestillinger kommer bl.a. til udtryk i The Three Laws of Robotics, som skal sikre mennesket i forhold til robotter: En robot må ikke gøre et menneske fortræd, eller, ved ikke at gøre noget, lade et menneske komme til skade En robot skal adlyde ordrer givet af mennesker, så længe disse ikke er i konflikt med første lov En robot skal beskytte sin egen eksistens, så længe dette ikke er i konflikt med første eller anden lov Lovene er udarbejdet af forfatteren Isaac Asimov, der har skrevet science fiction litteratur om bl.a. robotter. En af hans udgivelser danner baggrund for Hollywoodfilmen I, Robot, hvor The Three Laws of Robotics også spiller en væsentlig rolle for menneskets forhold til robotterne i filmen. Både Asimovs essaysamling og filmen I, Robot er et godt eksempel på menneskets angst over for robotter og den magt man forestiller sig de kan få via udviklingen af kunstig intelligens. Samtidig handler den også om menneskets trang til at udvikle teknologi, der kan skabe udvikling og frigøre mennesket fra fysisk arbejde. Så selvom forestillingen om robotternes indtog ofte er forbundet med angst og dystopi, så symboliserer robotter også utopiske forventninger om, at mennesket en dag kan læne sig tilbage i stolen og lade maskinerne overtage det hårde arbejde. Robottens Anatomi Men hvad er egentlig forskellen på mennesket og en robot? Center for Kunst og Videnskab og RoboDays præsenterer forestillingen Robottens Anatomi, et teaterstykke, der undersøger menneskets fascination af robotter. Spørgsmålene om hvad liv er, hvad der gør os til mennesker, og hvor grænsen mellem mennesket og maskinen præcist går, belyses i forestillingen ud fra den nyeste forskning på området. Der indgår nemlig forskere fra Syddansk Universitet i forestillingen, der gennem teateret formidler viden om deres forskningsområde. Den form for teater kaldes videnskabsteater, og med forskere og skuespillere der optræder side om side er forestillingen en spændende blanding af både fiktion og fakta. Ph.d.-studerende Andreas Lyder med robotten Odin Robottens Anatomi foregår i det anatomiske teater, hvor forholdet mellem mennesket og robotten dissekeres og undersøges. Stykket tager udgangspunkt i tanken om at udvikle kopier af mennesket, og dermed skabe kunstigt liv. Man har eksperimenteret med tanken om at bygge kopier af mennesker længe før man startede med at udvikle robotteknologi som man kender det i dag, der kan anvendes til at simulere menneskelige handlinger. Måske I kender den italienske kunstner Leonardo Da Vinci ( ), der bl.a. har malet portættet af Lisa Gherardini del Giocondo kendt som Mona Lisa? Han levede for ca. 500 år siden, og var meget optaget af at lave modeller og skitser, der udforskede mulighederne for at skabe mekaniske kopier af mennesket. Eller måske I kender forfatteren Mary Shelleys historie Frakenstein, hvor den gale videnskabsmand Frankenstein skaber kunstigt liv i form af et monster, der ender med at tage ham med i døden. Historien er et klassisk eksempel på hybris og nemesis, eller hvordan kaos opstår, når man forsøger at pille ved den guddommelige orden. Historien blev udgivet i 1818 og er siden blevet fortolket af mange kunstnere og forfattere, der også har været fascineret af de filosofiske og kunstneriske overvejelser, der ligger i tanken om menneskets muligheder for at skabe kopier af sig selv. I forestillingen Robottens Anatomi udfordres forståelsen af kunstigt liv, det handler ikke kun om at skabe menneskelignende maskiner, men lige så meget om at undersøge hvad liv egentlig er. Forskerne Harold Fellerman og Martin Hanczyc fra Syddansk Universitet deltager i forestillingen, og fortæller om deres forskning i skabelsen af kunstigt liv. De har skabt forløberen til en kunstig celle, der kan skabe grundlag for udviklingen af kunstigt liv. Den viden formidles til publikum, som en del af teaterstykket, bl.a. ved at vise et eksempel på hvordan man kan skabe kunstige organismer. 5

6 Spørgsmål til diskussion: Hvornår mener I at der er tale om kunstigt liv? Hvor synes I, at grænsen mellem mennesket og maskinen går - og hvad er forskellen? Hvilke andre film eller fortællinger kender I, der omhandler menneskets lyst til at skabe kopier af sig selv? Stykket diskuterer også hvordan vi tillægger maskiner følelser, og hvordan vi knytter os til maskiner. Robot-babysælen Paro er med i forestillingen, og er et godt eksempel på hvordan robotteknologi ikke kun udfører praktiske fabriksfunktioner i dag, men også kan være en del af eksempelvis ældreplejen. Paro er en terapi-robot udviklet af japanske robotforskere til at hjælpe ældre med Alzheimers eller demens. De ældre knytter sig tæt til Paro, der kan give feedback på brugernes input ved eksempelvis at bevæge lufferne eller sige lyde. Sælen reagerer på mange forskellige input vha. de sensorer den har indbygget, den reagerer eksempelvis på at blive aet. Paro kan reducere stres ved de ældre, og hjælpe til at motivere de ældre i dagligdagen. Spørgsmål til diskussion: Hvad ville I sige til, hvis eksempelvis jeres bedsteforældre knyttede sig tæt til en robotsæl som Paro? Tror I, at I vil kunne udvikle følelser for maskiner? I kan læse mere om Paro her: Robottens Anatomi spiller fra den 2. september september I kan læse mere om forestillingen og booke billetter her: Baard Owe og Paro Shared Robotics Udstillingen Shared Robotics bliver vist i Kunsthallen Brandts og her udstilles værker, der i modsætning til teaterstykket ikke forholder sig til de traditionelle dystopiske eller utopiske forestillinger om robotteknologien og forholdet til mennesket, men i stedet har en anden mere åben tilgang til interaktionen mellem mennesket og robotteknologi. Fælles for værkerne i udstillingen er, at de enten kan påvirkes af de besøgende i udstillingen, eller giver mulighed for at man efter et besøg i udstillingen selv kan arbejde videre med værkets form, udtryk og teknologi. Udstillingen tager udgangspunkt i et øget fokus på Do it yourself (DIY) -tanken, der især er slået igennem i teknologiens verden. Tanken bag DIY er, at alle skal kunne udfolde sig og selv arbejde med forskellige idéer og udtryk, inden for teknologi gælder dette både i forhold til software og hardware. Data skal i det hele taget være tilgængelig for alle, så folk sammen kan videreudvikle og skabe nyt. I samtidskunsten har man længe arbejdet med at inddrage publikum i forhold til kunsten, og give dem en mere aktiv rolle i forhold til kunsten. I stedet for at gå rundt og se på værker der er udstillet, har man eksperimenteret med at involvere de besøgende på forskellige måder. Det er måske ikke alle værker på udstillingen, som I vil synes er smukke, som man måske forventer, når man går ind og ser en kunstudstilling. Men samtidskunsten handler ikke kun om skønhed, den handler om alt det som samtiden også handler om, politik, samtidshistorie og i dette tilfælde robotteknologi. Et af værkerne, der vises i udstillingen, er den amerikanske kunstner Douglas Repettos værk Foal, der betyder føl på dansk. Foal er en simpel robot, der i form og bevægelser minder om en hest. Den kan kan bevæge sig på fire ben hen over gulvet, og minder med sine lidt ubehjælpsomme om et lille føl, der forsøger at lære at gå. Værket er en open hardware protoype, som kan bygges af alle, der 6

7 har lyst til at prøve kræfter med robotteknologi, og i udstillingen kan man finde vejledninger til hvordan man selv kan bygge værket og arbejde videre med det. Et andet eksempel er det danske kunstnerkollektiv Illutron, der har arbejdet med nogle gamle industrirobotter, og givet dem en ny brugerflade, så publikum kan interagere med robotterne og påvirke deres bevægelser og udtryk. Udstillingen har bl.a. til formål at udfordre vores traditionelle forståelse af robotter og kunst, og vise at når kunsten og teknologien sameksisterer, så er det også tilgængeligt og åbent for almindelige mennesker. I kan bruge følgende spørgsmål under eller efter et besøg i udstillingen: Hvilket værk inddrager jer bedst - og hvorfor? Er der værker I får lyst til at arbejde videre med selv? Hvilket værk lever mest op til jeres forventning om kunst? I kan læse mere om Illutron her: I kan læse mere om Douglas Repetto her: music.columbia.edu/~douglas/ Foal af Douglas Repetto 7

8