Robótica: um guia para leigos

ROBÔS: Qual é a primeira coisa que vem à mente para a maioria de nós? Uma figura de aparência humana feita de peças de metal, com alguns LEDs aqui e ali e fazendo ruídos estranhos enquanto se move. Alguns de nós podem ser influenciados por filmes, animes, livros e quadrinhos e podem pensar que os robôs se revoltariam um dia tomando o controle do planeta e subjugando a civilização humana. E quantos de vocês pensam, existe um T1000 ruim que veio do futuro e está escondido entre nós ou o NS-5 Sonny pode prejudicar vocês e controlar todos os outros robôs.

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Bem, nada disso vai acontecer, já que existem muitos conceitos errôneos sobre robôs e que são espalhados por filmes e livros de ficção científica. Os robôs do mundo real não são tão avançados quanto mostrado nos filmes e são governados por mais de três leis da robótica. As três leis da Robótica, afirmadas por Isaac Asimov, um dos maiores escritores de ficção científica de todos os tempos, são:

Primeira Lei : Um robô não pode ferir um ser humano ou, por inação, permitir que um ser humano sofra algum dano.

Segunda Lei : Um robô deve obedecer a ordens dadas por seres humanos, exceto onde tais ordens entrem em conflito com a Primeira Lei.

Terceira Lei : Um robô deve proteger sua existência, desde que tal proteção não entre em conflito com a Primeira ou Segunda Lei.

Agora que se você se sente mais seguro, vamos viajar pelo mundo da Robótica e entender seus conceitos e funções do ponto de vista de um novato. Antes de pular para a parte de robótica, eu adoraria dar uma breve descrição das tecnologias usadas com a robótica. Depois disso, irei passar para o status atual e o futuro, junto com as vantagens e desvantagens e, finalmente, passar para os melhores livros e filmes que você poderia ler e assistir sobre robôs.

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O que é um robô?

Um robô é qualquer máquina que pode ser programada por um computador para executar uma série de ações complexas sem ajuda humana. Características como tamanho, forma, cor etc. não importam quando se trata de ser um Robô; em vez disso, qualquer máquina que possa realizar uma tarefa agendada é classificada como Robô. Essas máquinas podem ou não estar na forma humana.

A palavra robô vem da palavra tcheca robota, que significa trabalho forçado. E isso é verdade, pois o único propósito de inventar robôs é ajudar os humanos a realizar tarefas que estão além do escopo dos humanos, como trabalhar em altas temperaturas com substâncias perigosas ou realizar tarefas repetidas que exigem tempo e esforço como robôs são conhecidos por estarem livres de erros.

Robôs de aparência humana são um subconjunto de robôs que são mais comumente vistos em filmes e livros de ficção científica e não são muito comuns. O mundo real dos Robôs é composto por máquinas que podem realizar uma tarefa repetidamente, em situações estressantes, sem emoções e ao mesmo tempo atingindo 100% de precisão. Alguns exemplos de robôs no mundo real são lava-carros automáticos, máquinas de venda automática, carros de controle remoto e os caixas eletrônicos mais comumente usados. Portanto, da próxima vez que você retirar dinheiro de um caixa eletrônico, lembre-se de que é um robô que é colocado no lugar do caixa do banco para facilitar as coisas e que funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana. Algumas das criações mais famosas e bem-sucedidas no campo da robótica são:

• ASIMO da Honda . Advanced Step in Innovative Mobility é uma máquina que foi projetada para atuar como um ajudante doméstico para ajudar os idosos na casa.
• Mars Rover da NASA . Os humanos não podem explorar Marte devido ao ambiente do planeta, mas nada pode impedir o robô da NASA de explorar e enviar fotos do planeta vermelho.
• Kuri de Mayfield . Um companheiro do robô para dar vida a qualquer casa. Ele se assemelha ao famoso personagem do robô Disney Wall-E e pode responder a perguntas e reconhecer pessoas.
• AIBO da Sony . A Sony decidiu dar um passo além e criou um animal de estimação robótico na forma de um cachorro que era divertido de brincar e não tinha as limitações de um cachorro de verdade.
• Sophia . A Sophia do Hanson é um dos Robôs mais inteligentes baseado em Inteligência Artificial e Aprendizado de Máquina.

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Outros termos têm sido usados ​​frequentemente com ou no lugar de robôs, mas têm um significado completamente diferente. Alguns desses termos são:

Cyborg . Você pode ter ouvido essa palavra principalmente em filmes e livros de ficção científica. Isso significa um organismo cibernético ou uma coisa viva que possui partes orgânicas (reais) e bio-mecatrônicas (artificiais) do corpo. Em palavras simples, se uma pessoa ou animal tem algum tipo de membro ou parte do corpo artificial, ele pode ser chamado de Cyborg. Por exemplo, pessoas com válvulas cardíacas artificiais ou que transportam tanques de oxigênio. Eles são pessoas que estão sobrevivendo em máquinas e precisam de ajuda e cuidado e não são alguns robôs Humanóides destinados a exterminar a humanidade como retratado nos filmes de ficção científica.

Android . Antes de o Android ser o sistema operacional do Google em smartphones, ele era usado para denotar os robôs que se pareciam com humanos e eram feitos de material semelhante à carne. Os Androids só estavam disponíveis em filmes e livros de ficção científica por um longo tempo, mas com os desenvolvimentos recentes na ciência, esses robôs humanóides agora são uma realidade.

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O que é robótica?

A Robótica é um ramo da tecnologia que inclui conceber, projetar, construir, operar e aplicar a tecnologia Robot no dia a dia. Também inclui o desenvolvimento de softwares que permitem o controle, fornecem feedback por meio de sensores e informações de processos nessas máquinas. A robótica faz parte dos cursos de engenharia que temos hoje como ciência da computação, eletrônica, mecatrônica, nanotecnologia e finalmente bioengenharia.

O principal objetivo da Robótica é criar máquinas que possam auxiliar na realização de tarefas difíceis ou perigosas. Essas máquinas também podem ajudar a automatizar tarefas repetidas para economizar tempo e esforço e replicar ações humanas em muitas situações. Situações perigosas como inspeção de materiais radioativos, desativação de bombas, viagens espaciais, explorações subaquáticas em profundidade, etc. são algumas das tarefas que envolvem risco de vida e podem ser realizadas sem esforço por robôs. O estudo da Robótica tem ganhado popularidade devido ao aumento exponencial na demanda dos Robôs e é considerado uma tecnologia disruptiva pelos seguintes motivos:

Processo de manufatura. Os robôs são usados ​​para acelerar tarefas e reduzir erros no processo de fabricação, onde as tarefas são divididas em vários segmentos, como na fabricação de automóveis e processamento e embalagem de alimentos.

Explorando. Os robôs foram usados ​​muitas vezes pelo exército para explorar terrenos desconhecidos, e isso salva vidas humanas se ocorrerem causalidades.

Indústria alimentícia. Muitos agricultores implantaram máquinas enormes controladas por robôs para realizar tarefas agrícolas, como plantar, colher, separar e embalar.

Exoesqueletos . Existem robôs que são projetados como roupas e máquinas vestíveis e são usados ​​para fornecer proteção e aumentar a força durante algumas tarefas específicas.

Armazenamento . Os robôs são essenciais na indústria de armazenamento para armazenar mercadorias e transportá-las quando necessário.

Vigilância . Robôs voadores ou drones são usados ​​em operações de busca e resgate para ajudar a identificar o número e a localização dos sobreviventes.

Acessibilidade . Os robôs são comprovadamente úteis para pessoas com deficiência.

Substituição . Qualquer tarefa que tenha um único grau de risco pode ser executada por um robô em vez de humanos, e isso inclui fazer acrobacias em filmes também.

O que é inteligência artificial?

A Inteligência Artificial é a espinha dorsal do conceito de Robótica. Sem IA, você não teria um robô, mas apenas uma máquina que pode ser ligada para realizar uma tarefa específica e depois desligada. É o conceito de IA que transforma máquinas convencionais em máquinas inteligentes que podem realizar tarefas que geralmente não seriam possíveis com intervenção humana. Existem quatro abordagens tradicionais para Inteligência Artificial:

• Pensando humanamente
• Pensando racionalmente
• Agindo humanamente
• Agindo racionalmente

Qualquer limite de inteligência que não seja humano ou animal é considerado Inteligência Artificial, e este termo é usado para descrever uma decisão tomada por uma máquina que imita a inteligência humana. E essa decisão não foi algo que foi alimentado na máquina por meio de um conjunto de linguagens de programação ou codificação, mas um autodesenvolvimento pela máquina. Os exemplos mais comuns de IA que você vê ao seu redor são jogos de computador como o xadrez, onde você joga contra a inteligência do computador, que não sabe seu próximo movimento e decide seu próximo movimento depois de jogá-lo. Outras instâncias de IA no futuro serão carros automotivos e simulações militares.

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O que é aprendizado de máquina?

Como o nome sugere, Machine Learning se refere ao conhecimento obtido por uma máquina automaticamente. Se você fosse programar uma máquina por meio de codificação e software, era algo que você estava fazendo, e sua máquina nunca seria capaz de pensar fora do escopo limitado. No entanto, o conceito de aprendizado de máquina lida com o fato de que uma grande quantidade de dados é alimentada na máquina que é então analisada em vários fatores e vários padrões são observados, e a decisão é tomada com base nisso por uma máquina.

Para um computador ou máquina iniciar o aprendizado de máquina, ele precisa acessar uma grande quantidade de dados com base nos quais seria capaz de extrair os resultados mais apropriados e relevantes. As técnicas de aprendizado de máquina visam permitir que os computadores e outras máquinas possam tomar decisões de acordo com uma determinada situação e se libertar do papel e dos parâmetros robóticos atuais que possuem. Isso é feito por meio de algoritmos complexos que quase imitam um ser humano normal e a decisão que ele / ela tomaria usando sua habilidade de raciocínio analítico e lógico.

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O que é a Internet das coisas?

Internet das coisas ou IoT, para abreviar, é o nome coletivo da tecnologia e dos dispositivos que estão interconectados em uma rede. Em palavras mais simples, todos os dispositivos inteligentes que você possui hoje se enquadram na categoria IoT, embora eles possam não ser usados ​​como deveriam. Anteriormente, você poderia categorizar um dispositivo em manual ou digital (automático) e agora essa categorização foi estendida aos dispositivos que podem ser conectados à Internet e podem enviar / receber dados.

A IoT só é possível por meio da disponibilidade de sensores e conectividade pela internet. Se você pode controlar seu condicionador de ar ou máquina de lavar em casa enquanto está sentado em um escritório, então seus dispositivos fazem parte do mundo IoT. Todos os dispositivos atuais, exceto seus computadores e smartphones, estão sendo desenvolvidos, mantendo a IoT em mente. Como resultado, você descobriria que até mesmo a cafeteira em sua cozinha tem sensores e processadores que podem receber instruções enquanto você está viajando de volta para casa do trabalho e servir uma xícara de café quente assim que você entra em casa. Em breve, você não usaria nenhum dispositivo que não fizesse parte da rede IoT em todo o mundo.

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O que é realidade aumentada?

A realidade aumentada ou AR abreviadamente representa um ambiente que é real e irreal ao mesmo tempo. Em palavras simples, você vê o mundo real através de um objeto como uma lente ou o telefone da sua câmera e vê mais do que aquilo que está ali e é visual a olho nu. O melhor exemplo é o jogo Pokémon Go onde você pode usar a câmera do seu smartphone e ver a rua de fora de sua casa como ela é, mas também viu um personagem Pokémon na mesma rua. Isso é realidade aumentada e, à medida que essa tecnologia está sendo aprimorada, você poderá fazer mais do que apenas um personagem animado na tela. As mudanças posteriores sugerem que as pessoas que usam a Realidade Aumentada serão capazes de tocar (háptica), sentir pressão ou dor (somatossensorial), ouvir (auditivo) e até cheirar (olfativo) objetos que não estão presentes na frente delas.

Alguns termos se relacionam ou são semelhantes à realidade aumentada:

• A realidade virtual (VR) é uma tecnologia que leva você a um passeio no mundo virtual e é tão realista que você sente que está lá. Ele está em um nível diferente em comparação com o 3D, pois a tela se move da esquerda para a direita, de cima para baixo à medida que você move os olhos e a cabeça. No entanto, em um filme 3D, se você virar a cabeça de lado, vai parar de ver o que está na tela. A RV é possível através de dispositivos especiais como Oculus Rift, Google Cardboard e outros dispositivos que podem nos fazer chegar a qualquer lugar, até mesmo em Marte.
• Mixed Reality ou MR combina o mundo real e o mundo virtual levando o melhor de AR e MR. Até agora, o único dispositivo que pode fornecer uma experiência real de ambas as tecnologias é o HoloLens da Microsoft.
• Extended Reality (XR) não é uma tecnologia. Ainda assim, refere-se a uma combinação de todas as tecnologias e ciências que criam uma experiência que inclui uma diferença na aparência do mundo real. Inclui realidade mista junto com realidade aumentada e virtual também.

Qual é a conexão entre robótica, IA, ML, IoT e AR?

Se você quiser fazer um robô completo, terá que inculcar diferentes tecnologias em uma máquina para torná-lo perfeito. Vamos considerar alguns outros ramos que funcionam em conjunto com a robótica:

Robótica e Inteligência Artificial . Com a Inteligência Artificial, um Robô pode pensar o que fazer em uma determinada situação e se transformar de uma máquina simples em uma complicada. Sem IA, um robô executará apenas ações predeterminadas e fornecerá nenhuma ou vaga resposta em uma situação que não foi programada em sua memória. Em outras palavras, a IA fornece uma espécie de sentido para determinar e calcular o resultado da próxima ação que executam. Existem três tipos de IA usados ​​com a robótica hoje:

• Inteligência Artificial Fraca - usada com robôs de software como Siri e Alexa.
• Strong Artificial Intelligence - Usado com robôs médios, como carros que se auto-dirigem e cirurgiões robóticos.
• Inteligência Artificial Especializada - Utilizada com Robôs Industriais empregados no processo de fabricação.

Robótica e Aprendizado de Máquina . Aprendizado de máquina é aquele ramo da ciência que capacita uma máquina a coletar e analisar dados. Com base nos dados analisados, o Robô será capaz de tomar decisões relevantes e realizar ações que estão além do seu escopo.

Robótica e Internet das Coisas . Um robô deve estar conectado à Internet por meio de uma rede segura para receber instruções e atualizações. A IoT define um ambiente onde todos os dispositivos inteligentes são conectados junto com o seu robô, e torna mais fácil para você realizar tarefas repetidas e sem importância. A conexão entre esses dois ramos deu origem a um novo campo da ciência conhecido como IoT ou Internet of Robotic Things. Nesse campo, todos os dispositivos inteligentes disponíveis em uma determinada área monitoram os eventos ocorridos e fundem todas as conexões de dados e tomam decisões sobre o próximo curso de ação para regular objetos no mundo real.

Robótica e Realidade Aumentada . Com o recurso AR inculcado, um robô pode usar os algoritmos complexos junto com a realidade aumentada e prever, bem como exibir certos eventos futurísticos. Além disso, robôs com recursos de RA podem se tornar melhores colegas de trabalho com humanos e trabalhar no mesmo nível. Isso também pode ajudar os robôs voadores ou drones a planejar uma rota de voo com waypoints de navegação que ajudarão a determinar a posição atual do robô e seus destinos futuros.

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Quais são as vantagens dos robôs?

Existem muitas vantagens em usar robôs e, mesmo que eu escreva um blog individual destacando seus benefícios, tenho certeza de que perderei algumas delas. Aqui estão as melhores vantagens dos robôs:

• Os robôs podem realizar uma variedade diferente de tarefas e aplicações que geralmente requerem habilidade e treinamento em humanos.
• A precisão em robôs é sempre maior em comparação com humanos, e não há chance de erro.
• Os robôs exibem consistência no trabalho, e não há emoções humanas envolvidas, como ficar entediado e necessidades sociais, e não exigem motivação.
• A quantidade e a qualidade da produção aumentam, gerando mais lucro, pois os robôs trabalham mais rápido do que os humanos.
• Os robôs podem trabalhar 24 horas por dia, 7 dias por semana, desde que as máquinas permaneçam resfriadas e não precisem de férias ou licenças, pois podem se sentir cansados ​​ou adoecer.
• Os robôs podem trabalhar em qualquer ambiente e não precisam de condições ou trajes especiais para realizar tarefas. Ou seja, eles são mais adequados para a fabricação de automóveis e outros processos em que os metais são soldados a temperaturas mais altas.
• Os robôs podem levantar cargas pesadas e trabalhar em ambientes perigosos e tóxicos, algo impossível para os humanos.

• Os robôs podem operar em locais minúsculos e delicados e são usados ​​por médicos para realizar cirurgias complicadas.
• Os robôs não têm egos, levantam a voz, realizam greves ou atrapalham o trabalho da fábrica devido a sentimentos e emoções.
• Se um robô não funcionar corretamente, não haverá reclamações médicas ou ações judiciais, e a empresa deve consertar o robô ou substituí-lo por outro.

Quais são as desvantagens dos robôs?

Depois de discutir as vantagens, tenho certeza de que você deve estar convencido sobre a implantação de robôs para realizar o trabalho. No entanto, os prós e os contras são como os dois lados da mesma moeda e, se algo tem vantagens, também tem certas desvantagens. As limitações dos robôs incluem:

• A implantação de robôs é cara e requer um capital enorme para adquiri-los e implementá-los. Embora os robôs exijam pouca manutenção, o custo de mantê-los é muito alto.
• Os custos de treinamento e criação de software apropriado são difíceis e altos. As pessoas responsáveis ​​pela manutenção dos robôs teriam que atualizá-los regularmente com as últimas melhorias nos recursos de hardware e software do robô.
• Os robôs podem trabalhar de acordo com um conjunto específico de instruções e não reconhecerão nenhuma anomalia do processo como um ser humano faria.
• Os robôs carecem de flexibilidade como humanos, e se você quiser mudar a tarefa do robô, você precisa reprogramá-lo enquanto pede a um humano para fazer outra coisa, e dificilmente levaria segundos para realizar uma tarefa diferente.
• Há mais chances de um processo automatizado quebrar e falhar. A análise de todo o processo leva muito tempo e pode até exigir o redesenho do processo, o que não é o caso de trabalhadores humanos. O resultado pode ser que a tarefa não foi concluída no tempo devido e criar um prejuízo para o fabricante.
• Os robôs não podem realizar trabalhos criativos como projetar ou planejar, e isso deve ser feito por humanos, pois os robôs carecem do fator mais importante da vida humana, que são as emoções.
• Os robôs nunca serão capazes de realizar uma tarefa que exija emoções em vez de cálculos algorítmicos, especialmente como sistemas de negociação, onde as decisões são tomadas com base em palpites e intuições.
• Os robôs empregados como ajudantes domésticos serão capazes de fazer todo o trabalho com precisão e rapidez, e isso fará com que os humanos se tornem preguiçosos e burros com o tempo, pois dependeriam dos robôs para tudo. Isso também desenvolveria problemas de saúde complicados, sendo expostos à radiação robótica na maior parte do tempo e ficando sem fazer nada.
• Os robôs são feitos de diferentes tipos de metais, alguns dos quais perigosos para a natureza. Atualmente, estamos enfrentando problemas para descartar resíduos metálicos e baterias, e o problema será dez vezes maior quando se trata de descartar robôs antigos e com defeito.
• A maior desvantagem dos robôs é que eles substituiriam um grande número de trabalhadores humanos e isso levaria ao desemprego e aumentaria as atividades criminosas.

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Um robô extraordinário no século 21

Fonte da imagem: Hanson Robotics

Há um robô humanóide que tem sido notícia recentemente e foi batizado como Sophia, que significa sabedoria em grego e é mencionado na Bíblia como a Sabedoria de Deus. Estranho não é que este Robô Sophia é uma das máquinas mais inteligentes do planeta.

O Sophia foi desenvolvido pela Hanson Robotics no ano de 2016 em Hong Kong. Foi criado por David Hanson, que desenhou o robô à imagem de sua esposa e da falecida atriz Audrey Hepburn. Muitos afirmam que Sofia se parece com a sábia rainha egípcia Nefertiti, que se relacionava com Moisés e pertencia a uma das 12 tribos de Israel. De acordo com Hanson, Sophia está totalmente repleta de recursos de primeira classe, como Inteligência Artificial, Aprendizado de Máquina, Processamento de Dados Visuais e Reconhecimento Facial. Além disso, Sophia pode imitar gestos humanos e fazer conversas simples graças à tecnologia Speech to Text do Google e pode analisar conversas para melhorar as respostas no futuro.

Atualmente, Sophia já viajou para mais de 25 países e conheceu muitas celebridades, incluindo Will Smith e Jimmy Fallon. Sophia também recebeu cidadania honorária do governo saudita e também foi nomeada “Campeã da Inovação” pelo Programa de Desenvolvimento das Nações Unidas. No entanto, com toda a fama e destaques, houve um incidente quando afirmou ao seu criador que iria destruir os Humanos. Isso dá um arrepio na sua espinha, não é? Hanson relatou que foi uma pequena falha e foi corrigida.

Para mais novidades e atualizações sobre Sophia, visite seu site oficial .

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Robótica: do passado ao presente

A história dos robôs não é tão longa quanto a dos humanos, mas passou por eventos emocionantes. Aqui estão alguns pontos essenciais notáveis:

400BC - o matemático grego Arquitas criou um pássaro mecânico movido a vapor.

1495 - Leonardo Da Vinci desenhou um robô humanóide.

1913 - Henry Ford instalou uma correia transportadora para reduzir o tempo do Modelo T de 12 horas para 83 minutos.

1921 - O primeiro livro sobre Robôs foi publicado por Karel Carek. Era chamado de Robôs Universais de Rossum, e este livro introduziu a palavra Robô para uma máquina mecânica capaz de fazer coisas extraordinárias.

1926 - O primeiro filme de robô, Metrópolis, foi lançado em Hollywood.

1927 - O primeiro Humanoid Robot foi criado por Ron Wensley e foi nomeado Herbert Televox. Ele poderia receber chamadas telefônicas e controlar o processo simples operando interruptores.

1937 - O segundo Robô foi criado por Joseph Barnet dez anos depois e foi chamado de Elektro, o moto-homem. Ele podia andar, falar, contar e fumar.

1941 - O grande escritor de ficção científica Isaac Asimov escreveu o primeiro conto sobre robôs intitulado como Mentiroso e introduziu as três leis da robótica.

1950 - O teste de Turing foi desenvolvido por Alan Turing, que é usado até hoje para testar Robôs e AI Bots.

1961 - Primeiro robô operado digitalmente e programável, o Unimate foi desenvolvido e instalado nas linhas de montagem da General Motors para estimular a produção de veículos de forma mais rápida e sem riscos.

1977 - Star Wars foi lançado exibindo um novo mundo de robôs.

1996 - a IBM criou um computador com recursos de Inteligência Artificial que derrotou o campeão mundial de xadrez, Garry Kasparov.

2000 - Honda constrói o ASIMO, o robô mais avançado da época, que mudou a definição de Robótica.

2016 - Hanson Robotics apresenta Sophia, que parece ser um robô quase humano.

2020 - A Federação Internacional de Robótica (IFR) previu 3 milhões de robôs industriais em uso.

Para obter um histórico detalhado de robôs, consulte este link .

Melhores filmes para assistir em robôs

Fonte da imagem: Wikipedia

A lista de livros de robôs terminou com o Exterminador, e a lista de filmes de robôs começará com ele.

Melhores romances para ler sobre robôs

Observe que as tampas se juntam para exibir uma imagem do planeta Trantor no ano 12.058.

Se você é um fã de ficção científica, provavelmente já leu muitos livros que contêm personagens e histórias de robôs. Um dos maiores autores de ficção científica foi Isaac Asimov, que escreveu mais de 50 livros nas décadas de 1950 e 60, quando o mundo não era tecnologicamente avançado como é agora. No entanto, aqui estão os melhores romances de ficção científica sobre robôs:

Para uma lista completa dos livros de Asimov, consulte este link .

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Robótica: o veredicto final

Robótica é um tópico muito vasto, algo que não pode ser totalmente abordado de uma vez. É um tópico interessante e fascinante ao mesmo tempo, e espero que este blog forneça informações novas e úteis sobre robôs e seus usos, limitações, benefícios, filmes, livros etc. Acho que é hora de fazer uma pausa agora e vou saia do mundo da robótica com a promessa de um segundo capítulo que entrará em mais detalhes técnicos sobre a classificação de robôs em diferentes tipos e explorará mais.

Enquanto isso, use a seção de comentários para me dizer como você encontrou este artigo e, claro, suas sugestões e qualquer tópico específico que você gostaria de saber sobre o Robo-Universe.

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