Reemplazar palabras en una cadena-Ruby

sentence.sub! 'Robert', 'Joe'

No causará una excepción si la palabra reemplazada no está en la oración (la variante []= lo hará).

Cómo reemplazar todas las instancias?

Lo anterior reemplaza solo la primera instancia de "Robert".

Para reemplazar todas las instancias use gsub/gsub! (ie. "sustitución global"):

sentence.gsub! 'Robert', 'Joe'

Lo anterior reemplazará todas las instancias de Robert con Joe.

Si se trata de texto en lenguaje natural y necesita reemplazar una palabra, no solo una parte de una cadena, debe agregar una pizca de expresiones regulares a su gsub, ya que una sustitución de texto sin formato puede conducir a resultados desastrosos:

'mislocated cat, vindicating'.gsub('cat', 'dog')
=> "mislodoged dog, vindidoging"

Las expresiones regulares tienen límites de palabras, como \b que coinciden con el inicio o el final de una palabra. Así,

'mislocated cat, vindicating'.gsub(/\bcat\b/, 'dog')
=> "mislocated dog, vindicating"

En Ruby, a diferencia de otros lenguajes como Javascript, los límites de palabras son compatibles con UTF-8, por lo que puede usarlo para idiomas con alfabetos latinos no latinos o extendidos:

'сіль у кисіль, для весіль'.gsub(/\bсіль\b/, 'цукор')
=> "цукор у кисіль, для весіль"

Primero, no declaras el tipo en Ruby, así que no necesitas el primer string.

Para reemplazar una palabra en cadena, debes hacer: sentence.gsub(/match/, "replacement").