Техно
Суббота, 29.01.2022, 07:20
Приветствую Вас Гость | RSS
История создания роботов
История создания роботов - Технологии - Технические статьи - Каталог статей - Техно - интересное в науке и техникеГлавная Каталог статейРегистрацияИстория создания роботов - Технологии - статьи о науке, психологии, техники и технологияхВходИстория создания роботов
Меню сайта

Категории каталога
Техника [1]
Технологии [19]
Техника и технология в быту [1]
Новости
Наш опрос
Оцените сайт
Всего ответов: 294
Главная » Статьи » Технические статьи » Технологии [ Добавить статью ]

История создания роботов


История создания роботов


Как правило, слово «робот» ассоциируется в основном с научными достижениями и идеями ХХ—ХХI веков. Однако, как и многие другие великие идеи человечества, концепция автоматизированных механизмов, способных самостоятельно выполнять различные операции, появилась гораздо раньше и прошла долгий путь развития.

Впервые слово «робот» появилось в 1920 г., когда чешский писатель Карел Чапек употребил его в фантастической пьесе «Rossumovi univerzální roboti (R.U.R)». Чапек назвал роботом искусственно созданного человека, чей труд использовался вместо человеческого на тяжелом и опасном производстве. Слово «robota» в переводе с чешского означает «каторга».

Робота надо отличать от простых механизмов и автоматов. Это устройство обладает способностью к более тесному и комплексному взаимодействию с оператором и внешней средой. Если простой автоматический механизм при выполнении определенного действия следует только заложенному в нем алгоритму, то робот способен воспринимать внешние сигналы и в соответствии с ними менять последовательность действий. Таким образом, его взаимодействие с внешней средой становится более гибким, точным и универсальным. Даже самые первые в мире роботы, о которых будет сказано далее, имели примитивные аналоги органов чувств, без которых это принципиальное отличие было бы невозможным.

Однако история создания роботов переплетается с историей механики. Поэтому для создания полной картины необходимо углубиться в прошлое, на несколько веков назад. Еще в Древней Греции были созданы автоматические устройства, используемые для выполнения практических задач и для развлечений. Филон Византийский описывал механическую женщину-слугу, которая наливала из кувшина вино во вставленный в ее руку стакан. Древнегреческий математик и изобретатель Архит Тарентский в V веке до н. э. изобрел деревянного голубя, которого запускали в небо с помощью паровой катапульты. Многие историки считают, что именно это и есть момент появления первого робота, хотя корректнее считать его прототипом крылатой ракеты или реактивного снаряда.

В Александрии Египетской на знаменитом Фаросском маяке были размещены величественные женские фигуры, которые указывали направление ветра и движение Солнца и Луны, отсчитывали время и даже сигнализировали морякам об опасности во время шторма или тумана с помощью громкого трубного звука.

Архимед, живший в Сиракузах, также прославился со­зданием автоматических механизмов. Именно ему приписывают создание первого прообраза настоящего боевого робота. Устройство под названием «коготь», устанавливаемое на крепостной стене, захватывало длинным крюком осаждавшие город римские корабли, поднимало их в воздух и переворачивало, стряхивая экипаж за борт.

Герон Александрийский, другой гениальный грек, изобрел первый в истории программируемый автомат. Тележка, вывозившая на сцену механизированных марионеток, управлялась с помощью веревки и колышков. Изменяя их положение, Герон регулировал наматывание тросиков на независимые оси повозки, задавая ей траекторию движения. Этот принцип в чем-то похож на перфорированные ленты и карты — средства записи и хранения информации, используемые в автоматических станках и ЭВМ до 80-х годов ХХ в.

Чаще всего именно Древнюю Грецию называют родиной робототехники — здесь не просто были впервые созданы многие автоматические устройства, но также были сформулированы принципы их создания и функционирования. Античные изобретатели и ученые разработали многие виды передач и двигателей (в том числе паровой, гидравлический и пневматический), сформулировали основные законы классической механики. Последующим поколениям оставалось лишь воспроизвести и развить их опыт.

Вопреки распространенному мнению, Средние века не были эпохой всеобщего упадка и технологического регресса. Наука, в том числе механика, продолжала свое развитие. Католические монастыри были одним из центров научной и инженерной мысли. Легенды приписывают Альберту Великому, виднейшему ученому и теологу, создание механической служанки, которая умела самостоятельно передвигаться и даже воспроизводить речь.

Средневековый архитектор Виллар де Онекура описал зооморфные механизмы, а также фигуру ангела, поворачивающуюся вслед за движением Солнца.

В том же XIII в. в поместье графа Роберта II д’Артуа был создан увеселительный сад, заполненный автоматическими обезьянами, птицами и механизированными фонтанами.

В Средние века механика развивалась и на Востоке. Византия, практически не затронутая потрясениями раннего Средневековья, славилась «автоматонами», встречавшими иностранных гостей в императорском дворце. Около царского трона были установлены два металлических льва, которые умели реветь и бить хвостами, а в кронах деревьев были закреплены механизированные птицы, певшие и щебетавшие на разные голоса.

В мусульманских странах того времени механика и математика вышли на качественно новый уровень. Сыновья Мусы ибн Шакира в IX в. изобрели искусственного флейтиста, а видный ученый Али ибн Халаф аль-Маради, живший в XI в., в своей «Книге тайн» описал около 30 сложных автоматонов.

На закате эпохи Средневековья автоматические устройства, воспроизводящие достаточно сложные действия, популяризировал и великий Леонардо да Винчи. Одним из механизмов, которые он создал, был закованный в латы механический рыцарь, который мог двигать руками и шеей, садиться и даже открывать рот. Собранный образец демонстрировался изобретателем при дворе Лодовико Сфорца, герцога Миланского, в 1495 г. В ХХ в. по сохранившимся чертежам да Винчи была воспроизведена точная и функциональная копия этого устройства, хранящаяся сегодня в Миланском музее.

Однако настоящую популярность и бурное развитие автоматические механизмы получили с началом эпохи Возрождения. Главную роль в новой волне старинной робототехники играли часовщики. Здесь стоит упомянуть о двух важных изобретениях, которые способствовали развитию технологии автоматонов, — пружинном и маятниковом заводных механизмах. До этого подобные устройства приводились в движение гирями, что позволяло создавать только крупные и относительно несложные изделия. Пружина и маятник как накопители энергии были важны для миниатюризации автоматических механизмов.

Особенно прославился на поприще создания автоматических механизмов мастер Жак де Вокансон, живший в ХVIII в. Известны два его изобретения: механическая утка, способная взмахивать крыльями, клевать зерно с руки и даже испражняться, и автоматический музыкант, игравший на флейте и свирели.

Другим известным мастером ХVIII в. был швейцарец Пьер Жаке Дро, основавший знаменитую часовую компанию «Jaquet Droz». Он прославился не только хронометрами, но и множеством сложнейших механических устройств, среди которых особенно знамениты три его творения. «Писарь» — автоматическая фигура мальчика, содержащая около 4 000 деталей, была способна написать любой текст из 40 знаков, самостоятельно макая перо в чернильницу. «Художник» — автомат, вместо текста наносивший на бумагу различные рисунки, например портреты людей, изображения животных и т. д. «Девушка-музыкант» — автомат в виде органистки, который умел исполнять на небольшом органе пять различных мелодий, при этом двигая головой и телом, а в конце выступления изящно кланяясь.

Отличительной чертой этих автоматонов стала возможность их программировать — для этого использовались барабаны или диски с насечками, где была закодирована последовательность действий. Поменяв расположение, мастер мог заставить свои устройства писать различные тексты, играть любые мелодии и т. д.

Технология создания подобных устройств получила широкое распространение не только в Европе, но и во всем мире. В конце XVIII в. в Японии была создана автоматическая девушка, умевшая стрелять из лука. В Эрмитаже выставлены знаменитые часы с павлином, купленные Екатериной Великой в Британии.

Изготовление автоматонов развивалось по пути не только усложнения, но и миниатюризации устройств. Если первые образцы таких механизмов занимали достаточно много места, то к XIX в. они помещались в карманные часы.

Механические игрушки-автоматоны изготавливались часовщиками вплоть до начала ХХ в. Развитие технологии электричества предоставило человечеству новый источник энергии, и появились первые попытки заставить сложные механизмы выполнять тяжелый труд человека в производственной сфере.

В 1808 г. французский ткач Жозеф Мари Жаккар изобрел ткацкий станок, программируемый с помощью перфокарт. Но это был не робот, а скорее аналог современных автоматизированных линий.

Параллельно появлялись новые способы управления механизмами, в частности проводной и радиоволновой. В 1898 г. Никола Тесла впервые продемонстрировал самоходную лодку, управляемую дистанционно с помощью радио.

Вместо сложных механических приводов устройства снабжали более простыми, мощными и миниатюрными электрическими двигателями.

К началу ХХ в. сформировались все условия, обусловившие создание первых роботов. Электрический ток стал не только источником питания, но и средством получения, передачи и обработки информации. В 20―30-е годы ХХ в. было разработано более 30 механизмов, соответствующих требованиям полноценной робототехники.

И все же считается, что первого действующего робота создал американский инженер Рой Уэнсли из корпорации «Westinghouse Electric Company». В 1928 г. он представил механизм под названием «Герберт Телевокс», который был человекоподобной машиной, способной открывать двери и окна, отключать духовку, электродвигатели и т. д. Важнейшим отличием этого изобретения было умение реагировать на команды, подаваемые ему по телефону. При этом робот был не подключен к линии напрямую — он, подобно человеку, слушал приказания с помощью встроенного микрофона.

Первенство Роя Уэсли оспаривает Макото Нисимура — японский ученый-биолог, создатель первого действующего робота в Японии (1929 г.). Антропоморфный механизм получал команды по проводам, мог выполнять различные манипуляции руками, в частности писать.

Еще одним претендентом на роль первого робота был Эрик, созданный в 1928 г. британским военным Уильямом Ричардсом. Механизм мог не только двигать конечностями, но и осмысленно отвечать на ряд вопросов, при этом даже умудряясь отпускать шутки.

Однако эти и многие другие роботы предназначались только для демонстрации достижений. Возникновение робототехники в производстве или сельском хозяйстве произошло позже, такая работа требовала качественно нового уровня технологий. Хотя стоит отметить, что первый прообраз промышленного робота появился еще в 1898 г. Его создал американский инженер Бэббит. Этот робот помогал выхватывать заготовки из раскаленной печи.

Полноценное развитие робототехники в промышленности произошло лишь после окончания Второй мировой войны.

В 1948 г. в США компанией «General Electric» был со­здан первый промышленный робот для работы на атомном реакторе. Его особенностью было наличие обратной связи — оператор мог не только видеть его перемещение в рабочем пространстве, но и чувствовать силу, которую развивал захват манипулятора, что позволяло управлять механизмом более точно.

В середине 50-х годов ХХ в. американец Джордж Девол основал компанию «Unimation», которая занималась выпуском первых серийных промышленных роботов, программируемых с помощью перфокарт.

Уже к середине 60-х годов ХХ в. в развитых странах насчитывалось несколько десятков компаний, наладивших выпуск подобных машин. Особенно в этом преуспела Япония, которая в 1968 г. закупила первых роботов у «Unimation», а уже через 10 лет стала мировым лидером по выпуску собственных роботов и оснащения ими производств.

Сегодня роботы проникли практически во все сферы деятельности: промышленность, научные исследования, энергетику, медицину, развлечения, военные действия и даже в космос — современные автоматические или дистанционно контролируемые механизмы используются очень широко и постепенно вытесняют человеческий труд. Развитие роботов идет по нескольким направлениям — улучшение механизмов и приводов, совершенствование алгоритмов, внедрение самообучающихся систем управления (искусственный интеллект), а также разработка новых интерфейсов «человек-компьютер». Роботизация тесно переплетается с биотехнологиями и кибернетикой, результатом чего является создание кибернетических организмов (киборгов), функциональных бионических протезов, полностью автономных автомобилей, кораблей, космических и летательных аппаратов (в том числе военных). Так наше общество незаметно для себя вошло в эпоху будущего, которую всего век назад описал Карл Чапек.


Робот

Похожие материалы:

© Все права защищены. Любое использование материалов с этого сайта только с письменного разрешения и с использованием работающей гиперссылки на сайт NewsTex - новости технологий и науки

Категория: Технологии | Добавил: newstex (13.12.2021)
Просмотров: 28 | Рейтинг: 5.0/1 |
Всего комментариев: 0
avatar


Форма входа
Логин:
Пароль:
Новости техники и науки
Поиск
Друзья сайта

Статистика

Онлайн всего: 3
Гостей: 3
Пользователей: 0
Copyright MyCorp © 2022