Automata: Die magiese geheimenisse van die antieke wêreld, die meganiese wonders van die Middeleeue, die moderne wonders van meestervakmanne. Wel, genoeg alliterasie.
Outomas, outomat, robot, outomatiese masjien: Al hierdie woorde beskryf 'n klas masjiene wat as relatief selfwerksaam beskou word en vooraf geprogrammeerde funksies of bewerkings kan uitvoer as gevolg van 'n reeks voorafbepaalde meganiese instruksies.
Kantaantekening vir grammatika-nerds: Automata en outomat is albei wettige meervoudsweergawes van outomatiseer; 'n "vending masjien" is egter 'n soort kafeteria wat lyk soos 'n vending masjien met kos in 'n hokkie , Dit sal oopmaak wanneer 'n muntstuk ingesit word.
Automata kan verskillende vorms en groottes hê, en kan byna enigiets doen wat mense kan voorstel en in 'n meganiese stelsel ontwerp.
Die outomaat waarop ek wil fokus, is 'n paar komplekse weergawes waarmee jy dalk vertroud is, soos koekoekhorlosies (voëls wat by die deur uitspring om die tyd te vertel) of eenvoudige diere-handgeslingerde tafelspeelgoed (soos perde, voëls of visse) ) en interessante tonele.
Historiese outomatiese sluit in musiekbokse met beeldjies, tjirpende voëls en hoogs komplekse en ontsagwekkende menslike figure deur Pierre Jaquet-Droz wat prente teken, frases skryf of musiekinstrumente skep.
Ek sal later meer voorbeelde bekendstel, maar laat ons eers die geskiedenis van outomata van die begin af verstaan.
Slim ingenieurs en vakmanne bou al lank outomatiese, en sommige rekords het so vroeg as ongeveer 1000 vC verskyn, wat meer as 3000 jaar gelede is.
Ongelukkig is voorbeelde uit antieke kulture soos China, Griekeland en Rome óf deur die geskiedenis vergeet óf kan net oorleef deur teks, tekeninge en skilderye. Mense kan die antieke Antikythera-meganisme rondom 100 vC by die bespreking insluit, maar aangesien dit dalk nie 'n outomatiese masjien is nie, maar 'n ingewikkelde tel en sakrekenaar, sal ek dit nie hier insluit nie.
Die vroegste voorwerpe word gewoonlik geskep as godsdienstige masjiene om die krag van leiers te wys of om geestelike ervarings op te roep wanneer heilige plekke soos tempels besoek word. Selfs in die eerste eeu nC het die held van Alexander, bekend vir sy bydraes tot wetenskap, wiskunde en ingenieurswese, egter 'n meganiese verhoogstuk geskep met behulp van toue, knope, ratte en ander eenvoudige masjiene om dit te voltooi wat na bewering 10 minute geduur het. .
Deur sy kundigheid in hidroulika, pneumatiek en meganika te gebruik, het Hero masjiene uitgevind wat take benewens vermaak kan verrig, soos programmeerbare selfrykarre, vendingmasjiene, windorgane en verskeie oorlogsmasjiene.
Dit is gewoonlik die parallelle geskiedenis van outomatiese: die interessante kant word gekombineer met uitvinding en ingenieurswese om meganiese vordering op interessante en soms magiese maniere te inspireer en te wys.
Afhangende van die tyd en plek in die geskiedenis, kan bygelowige burgerlikes outomaats met agterdog bejeën, want baie mense het nie eerstehandse ondervinding met sulke toestelle nie. Dit beteken dat die storie van 'n wonderbaarlike standbeeld of wonderwerk deur die skare sal versprei, maar in werklikheid is dit 'n vernuftige toestel wat ontwerp is om 'n geheimsinnige ervaring na te boots.
In die Middeleeue het die meeste van die "Westerse" wêreld die vaardighede en kundigheid verloor om sulke masjiene te maak. Bisantium en die breër Arabiese wêreld het die tradisies van die Grieke (en moontlik die Chinese, danksy handel met die Verre Ooste) voortgesit), soortgelyke masjiene geskep en referate geskryf, soos “A Book on Ingenious Devices” in die huidige Irak rondom 850 nC.
Die outomaat wat deur Moslem-ingenieurs en uitvinders geskep is, is werklik ongelooflik, eeue vroeër as baie bekende Westerse voorbeelde. Die Islamitiese Goue Eeu tussen 780 en 1260 nC was getuie van 'n ontploffing van wetenskaplike vooruitgang vergelykbaar met enige tydperk in die geskiedenis: hulle was die grondslag van die meeste Westerse wetenskaplike tradisies.
Outomas uit tyd en geografiese streke sluit in mensgemaakte wesens soos windbeelde, slange, skerpioene en singende voëls, programmeerbare fluitspelers, bote met "vier-persoon" robotbande, en meer praktiese hande-met moderne outomatiese wasmasjien met wasmeganisme .
Teen daardie tyd het China dalk 'n tweeduisend jaar lange tradisie van outomatate, en dit vervaardig outomatate wat bestaan uit brullende tiere, singende voëls, vlieënde voëls en selfs komplekse waterhorlosies met tydnommers.
Daar is beskrywings van outomatiese meganiese poppespel, outomatiese orkeste en meganiese drake, om 'n paar te noem. Ongelukkig is die meeste van die dinge wat geskep of opgeteken is later vernietig deur die verowerde Ming-dinastie in die middel van die 14de eeu, wat veroorsaak het dat baie dinge deur die geskiedenis vergeet is.
Alhoewel daar steeds 'n tradisie van outomaat in sommige dele van Europa is, was daar in die 13de eeu 'n hernieude belangstelling in skeppings en toestelle wat ontwerp is om toeriste te skok, en hierdie produkte en toestelle het weereens in howe regoor Europa verskyn.
Hierdie tyd word glo grootliks beïnvloed deur die Griekse tekste wat in Latyn en Italiaans vertaal is, wat belangstelling in die skepping van antieke wiskundiges en uitvinders aangewakker het. Die bekende outomatiese renaissance het tydens die Renaissance en Verligting era plaasgevind.
In die verlede is outomatiese tegnologie aangedryf deur hidroulika (water), pneumatiek (wind en stoom) of swaartekrag (volgens gewig), wat die kompleksiteit en grootte van die toerusting baie beperk het. Baie klein en komplekse outomatiese vereis die opkoms van nuwe tegnologie.
Met die wydverspreide aanvaarding van meer gevorderde ingenieurswese, wiskundige en tegnologiese stelsels (soos horlosiemaak) en metallurgiese wetenskap (wat gebruik word om vere te maak), het die vermoë om werklik komplekse (en pragtige) masjiene te skep, gefloreer.
Vir honderde jare het ons betree wat ek beskou as die goue era van outomaat, toe van die bekendste voorbeelde nog bestaan. Daar is baie goeie voorbeelde, en baie mense dink dalk dat die konsep van outomaat grootliks uit daardie era afgelei is.
Van die vroeë 15de eeu tot die vroeë 20ste eeu het outomaat parallel met horlosies, horlosies en industriële masjinerie ontwikkel, wat die vordering van innovasie en meganiese uitvinding informeel dopgehou het.
Japan en China staan steeds sterk in hierdie verband, en selfs ná die onstuimigheid van die dinastie word wonderlike voorbeelde van hierdie tydperk steeds ontdek. In Japan het die praktyk van meganiese "karakuri"-poppe 'n lang tradisie vanaf die middel 1660's tot die begin van die 20ste eeu.
Gereedskapvervaardigers, horlosiemakers, slotmakers, uitvinders en selfs towenaars het 'n paar werklik ongelooflike outomatiese geskep, hoewel hulle steeds soortgelyk is aan daardie honderde tot duisende jare gelede, maar nou meer kompak en kompleks.
Detail van die astronomiese horlosie van Straatsburg-katedraal, Frankryk (Foto met vergunning van Tangopaso/Wikipedia Commons)
Die uitvinding van die moderne koekoekhorlosie het gedurende hierdie tydperk plaasgevind, wat moontlik ontwikkel het uit die vroeë voorbeelde van groot stadshorlosies, waar geanimeerde karakters vervat is in bekende masjiene soos die astronomiese horlosies in Straatsburg en Praag. Die vergulde haan in die eerste weergawe van Straatsburg se beroemdste katedraalelement, wat nou in die stad se dekoratiewe kunsmuseum geleë is, word as die wêreld se oudste outomaat beskou.
Gedryf deur die filosofiese denke van René Descartes en ander, het lewensgroot en meer miniatuurmasjiene verskyn. Hy het geglo dat diere net komplekse biomeganiese masjiene is wat gebou kan word.
Spysverteringseend geteken deur Jacques de Vaucanson (foto gedeel deur Scientific American/Wikipedia)
Dit is nie 'n heeltemal nuwe idee nie, maar dit lei wel tot 'n klem op diere-outomata, waarvan sommige buite die bestek van vorige oorwegings val. 'n Interessante voorbeeld is die spysverteringseend, wat in baie opsigte soos 'n eend lyk, maar die mees unieke is dat dit korrelvoedsel eet en dan blykbaar 'n stoelgang het.
Vir moderne gehore is dit nie verbasend dat die outomaat nie eintlik kos verteer nie, maar die Franse ingenieur Jacques de Vaucanson het dit duidelik gebruik om die primitiewe realisme van die natuur na te streef.
Ons moet nie te hard lag nie: de Vaucanson was 'n pionier op baie terreine (insluitend die uitvinding van die outomatiese weefgetouw en die konstruksie van die eerste volledig metaal draaibank), hy het wat glo die eerste biomeganiese outomaat, 'n fluit, gebou is. speler, Dit kan twaalf verskillende liedjies speel. Hy het ook 'n tamboerynspeler gebou. Die inspirasie vir hierdie twee outomata het gekom van die anatomiekursus van 'n Franse chirurg.
Dit was ook die era van die beroemde horlosiemakers Pierre Jaquet-Droz en Henri Maillardet, wat van die mees indrukwekkende mensagtige outomata geskep het wat prente kon teken, teken en eenvoudige boodskappe kon skryf.
Die middel van die negentiende eeu (ongeveer 1860) tot ongeveer 1910 is beskou as die "goue era van outoma's" (daar was selfs 'n boek met dieselfde naam), omdat die industriële rewolusie 'n groot aantal gestandaardiseerde meganiese onderdele laat ontstaan het, en die aantal maatskappye wat outomatiese vervaardig het, het toegeneem. Maklik om te vervaardig. Duisende outomatiese en meganiese sangvoëls is oor die hele wêreld uitgevoer, en hulle was tot die vooraand van die Eerste Wêreldoorlog steeds gewild onder versamelaars.
Dit is nie verbasend dat die wêreldwye ekonomiese dilemma en konserwatiewe houdings wat deur die vernietigende tragedies van wêreldoorloë teweeggebring is, die prioriteite van die hele Europa (een van die outomatproduksiesentrums) verander het, en die skepping van outomata is nie meer van toepassing op wyer praktyk nie. Alhoewel dit nooit heeltemal in Europa, Asië of die Verenigde State van Amerika verdwyn het nie, het meganiese uitvindsel plek gemaak vir die artistieke kant van dinge, want vooruitgang in elektrisiteit en vervaardigingstegnologie het outomate relatief maklik gemaak om te vervaardig.
Vir 'n rukkie was maatskappye óf daarop gefokus om elegante kuns met outomatiese te skep, óf om goedkoop speelgoedagtige toestelle te maak. Nou in die internet-era, het ons 'n herlewing van hierdie projekte gesien omdat mense weer blootgestel word aan die indrukwekkende maar interessante aspekte van outomatiese - jy kan baie interessante en goedkoop voorbeelde op die internet vind.
Alhoewel dit 'n bietjie frustrerend kan wees vir diegene wat van die artistieke vakmanskap en ongelooflike ingenieurswese van outomaat hou, stel die bekostigbare prys mense in staat om maklik die wêreld van ingenieursbeginsels te betree deur interessante outomate.
Dit het my 'n gedetailleerde begrip gegee van hoe eenvoudige meganiese beginsels gekombineer het om van die mees skouspelagtige uitvindings in die geskiedenis te skep.
Vir enigiemand wat vandag aandag gee aan hoë-end outomatiese, is dit duidelik dat buitengewone ingenieurswese gekombineer kan word met indrukwekkende artistieke vakmanskap om wonderlike doelwitte te bereik. Maar selfs in voorbeelde van die hoogste gehalte is die beginsels van die bestuur van outomatiese basies dieselfde as dié wat vir eeue gebruik word, want die meeste daarvan is gebaseer op baie eenvoudige meganiese beginsels om beweging te genereer.
Ek wil sê dat 95% van outomatiese vyf basiese meganiese beginsels gebruik om beweging te skep, en slegs in seldsame gevalle word dinge gebruik wat nie by hierdie kategorieë pas nie. Die kategorieë is soos volg: wiele, katrolle, ratte, nokke en verbindingstawe. As ek 'n vasbyter was, kon ek wiele, katrolle en ratte in 'n groter groep kombineer. Maar die aksies wat hulle skep is ietwat anders en kan vir unieke aksies gebruik word, so kom ons bly by die vyf algemene kategorieë.
Die eerste is die wiel. In baie gevalle ry dit bloot op 'n as om die voorwerp te laat draai, of skep 'n lineêre beweging vir die hele masjien gebaseer op 'n outomaat, dryf dit soos 'n passasiersmotor of 'n trein, of gebruik versteekte wiele om diere te skep. Die illusie van beweging.
Die wiel kan die interne aandrywing van 'n ander meganisme wees, of dit kan net die finale komponent in 'n meganiese ketting wees. 'n Goeie voorbeeld van die eindkomponent wat 'n wiel is, is 'n koekoekhorlosie, wat gekenmerk word deur 'n karakterring wat uit die binnekant van die horlosieliggaam te voorskyn kom, gewoonlik aan die kant van 'n eenvoudige wiel geheg.
Katrolle is die evolusie van wiele omdat hulle glad of getande kan wees en met kettings of gordels inmekaar kan wees om rotasie na verafgeleë voorwerpe oor te dra. Afhangende van die instelling, kan die katrol rotasiebeweging teen 'n sekere hoek deur 'n buigsame gordel oordra (gewoonlik gevind op verskeie ouer industriële masjiene) en kan 'n mate van impakbeskerming vir die meganisme bied.
Die deursneeverandering tussen die twee katrolle kan die spoed verhoog of verlaag, maar nog belangriker, dit kan eintlik die hoeveelheid krag wat toegepas word, verander. Dit los die probleem op dat die inset te swak is om groot komponente direk te beweeg of te kragtig is en verminder moet word om die meganisme te beskerm.
In 'n verdere ontwikkeling is die ratte basies getande katrolle, hulle is baie akkuraat gemaak en kan direk met 'n ander getande katrol ingeweef word.
Die vroegste ratte was absoluut onakkuraat. Een van die ratte het twee parallelle wiele gehad met eweredig gespasieerde stange wat hulle verbind het. Hierdie wiele het met 'n enkele wiel ingewerk wat by eweredig gespasieerde stange by die velling uitgesteek het. Dit kan gevind word in die oudste outomatiese in antieke China of Griekeland, en is die hoofkomponente van sommige van die bekendste groot horlosies in die wêreld.
Maar met die vooruitgang van tegnologie en die verdere begrip van ratgeometrie, het die baie presiese ratte wat jy vandag sal herken tot stand gekom, wat baie groot kragte baie akkuraat kan oordra, en, soos katrolle, gebruik kan word om spoed, krag of Voorsiening te verander. 'n presiese tydsberekening meganisme verhouding (natuurlik). Die uitvinding van presisieratte het baie komplekse masjinerie met behulp van basiese hefbome toegelaat om sy volle potensiaal te bereik.
Die nok is nog 'n oudste meganisme, want in die eenvoudigste terme is dit 'n wiel met 'n eksentrieke as. Dit produseer onkonvensionele herhalende beweging, wat gebruik kan word om lineêre beweging aan te dryf. Die basiese beginsel maak gebruik van spesiale-vormige wiele, gewoonlik in die vorm van 'n sirkelvormige blaar of spiraalslak, met 'n nokvolger ('n eenvoudige vinger of tand wat op die omtrek rus) om die beweging na 'n ander wiel of verbindingstaaf om te skakel en sodoende A te vorm agteruit en vierde beweging. Dit kan 'n uiters basiese of uiters komplekse beweging wees, maar die beginsel is dieselfde.
Die laaste bousteen is die verbindingsstang, wat die nokvolger, die hefboom en die basiese spilarm insluit. Hierdie strukture is baie eenvoudig, maar dit is eintlik die hoofkenmerke wat beweging in outomatiese skep. Die verbindingstaaf is saamgestel uit 'n staaf wat om 'n enkele as draai, twee asse aan albei kante verbind, of drie of meer asse verbind om 'n komplekse bewegingspad te skep.
Postyd: Des-08-2021
