Automati: magične misterije antičkog svijeta, mehanička čuda srednjeg vijeka, moderna čuda majstora majstora. Pa, dosta aliteracije.
Automati, automati, robot, automatska mašina: Sve ove riječi opisuju klasu mašina koje se smatraju relativno samooperativnim i koje mogu obavljati unaprijed programirane funkcije ili operacije zbog niza unaprijed određenih mehaničkih instrukcija.
Dodatna napomena za štrebere iz gramatike: Automati i automati su legalne množine verzije automata; međutim, "automat" je vrsta kafeterije koja izgleda kao automat sa hranom u pregradi, otvara se kada se ubaci novčić.
Automati mogu imati različite oblike i veličine i mogu učiniti gotovo sve što ljudi mogu zamisliti i dizajnirati u mehanički sistem.
Automati na koje želim da se fokusiram su neke složene verzije koje su vam možda poznate, kao što su satovi s kukavicom (ptice koje iskaču iz vrata kako bi kazale vrijeme) ili jednostavne igračke za radnu površinu na ručnom pogonu životinja (kao što su konji, ptice ili ribe ) i zanimljive scene.
Istorijski automati uključuju muzičke kutije sa figuricama, pticama koje cvrkuću i veoma složenim i fantastičnim ljudskim figurama Pierrea Jaquet-Droza koji crta slike, piše fraze ili stvara muzičke instrumente.
Kasnije ću uvesti više primjera, ali prvo da shvatimo povijest automata od početka.
Pametni inženjeri i zanatlije su dugo gradili automate, a neki zapisi su se pojavili već oko 1000 godina prije Krista, što je prije više od 3000 godina.
Nažalost, primjeri iz drevnih kultura kao što su Kina, Grčka i Rim su ili zaboravljeni u historiji ili mogu preživjeti samo kroz tekst, crteže i slike. Ljudi mogu uključiti drevni mehanizam Antikitere oko 100. godine prije nove ere u raspravu, ali pošto ovo možda nije automatska mašina, već komplikovano brojanje i kalkulator, neću ga uključiti ovdje.
Najraniji predmeti se obično stvaraju kao religiozne mašine da pokažu moć vođa ili da izazovu duhovna iskustva prilikom posjete svetim mjestima kao što su hramovi. Međutim, čak iu prvom veku nove ere, Aleksandrov junak, poznat po svojim doprinosima nauci, matematici i inženjerstvu, stvorio je mehaničku scensku predstavu koristeći užad, čvorove, zupčanike i druge jednostavne mašine da je dovrši, koja je navodno trajala 10 minuta. .
Koristeći svoju stručnost u hidraulici, pneumatici i mehanici, Hero je izumio mašine koje osim zabave mogu obavljati i zadatke, poput programabilnih samovozećih kolica, automata, orgulja za vjetar i raznih ratnih mašina.
Ovo je obično paralelna istorija automata: zanimljiva strana je kombinovana sa pronalaskom i inženjeringom kako bi se inspirisalo i pokazalo mehanički napredak na zanimljive i ponekad magične načine.
U zavisnosti od vremena i mesta u istoriji, sujeverni civili mogu sa sumnjom gledati na automate, jer mnogi ljudi nemaju iskustva iz prve ruke sa takvim uređajima. To znači da će se priča o čudesnoj statui ili čudu proširiti gomilom, ali u stvari se radi o genijalnom uređaju dizajniranom da imitira misteriozno iskustvo.
U srednjem vijeku, većina "zapadnog" svijeta izgubila je vještine i znanje kako da napravi takve mašine. Vizantija i širi arapski svijet nastavili su tradiciju Grka (a možda i Kineza, zahvaljujući trgovini sa Dalekim istokom)), stvarali slične mašine i pisali radove, poput „Knjige o genijalnim uređajima“ u današnjem Iraku oko 850 AD.
Automati koje su stvorili muslimanski inženjeri i pronalazači su zaista nevjerovatni, stoljećima ranije od mnogih poznatih zapadnih primjera. Zlatno doba islama između 780. i 1260. godine svjedočilo je eksploziji naučnog napretka koji se može uporediti sa bilo kojim periodom u istoriji: oni su bili temelj većine zapadnih naučnih tradicija.
Automati iz vremena i geografskih regija uključuju stvorenja koja je napravio čovjek kao što su kipovi vjetra, zmije, škorpije i ptice pjevalice, programabilni svirači na flauti, čamci s robotskim trakama za „četiri osobe“ i praktičnije ruke – sa modernom Automatska mašina za pranje rublja s mehanizmom za pranje .
Do tada bi Kina mogla imati tradiciju automata dugu dvije hiljade godina i proizvodi automate sastavljene od ričućih tigrova, ptica raspjevanih, letećih ptica, pa čak i složenih vodenih satova s brojevima za mjerenje vremena.
Postoje opisi automatskih mehaničkih lutkarskih predstava, automatskih orkestara i mehaničkih zmajeva, da spomenemo samo neke. Nažalost, većina stvari koje su stvorene ili zabilježene kasnije je uništena od strane pokorene dinastije Ming sredinom 14. vijeka, zbog čega su mnoge stvari zaboravljene u istoriji.
Iako još uvijek postoji tradicija automata u nekim dijelovima Evrope, u 13. stoljeću je obnovljeno interesovanje za kreacije i uređaje dizajnirane da šokiraju turiste, a ovi proizvodi i uređaji ponovo su se pojavili na sudovima širom Evrope.
Vjeruje se da je ovo vrijeme u velikoj mjeri pod utjecajem grčkih tekstova prevedenih na latinski i talijanski, što je podstaklo interesovanje za stvaralaštvo starih matematičara i pronalazača. Čuvena renesansa automata dogodila se u doba renesanse i prosvjetiteljstva.
U prošlosti je tehnologija automata pokretana hidraulikom (voda), pneumatikom (vjetar i para) ili gravitacijom (po težini), što je uvelike ograničavalo složenost i veličinu opreme. Vrlo mali i složeni automati zahtijevaju pojavu novih tehnologija.
Sa široko rasprostranjenim usvajanjem naprednijih inženjerskih, matematičkih i tehnoloških sistema (kao što je časovničarstvo) i metalurške nauke (koje se koriste za izradu opruga), sposobnost stvaranja zaista složenih (i lijepih) mašina je procvjetala.
Stotinama godina smo ušli u ono što smatram zlatnim dobom automata, kada neki od najpoznatijih primjera još uvijek postoje. Postoji mnogo dobrih primjera i mnogi ljudi mogu pomisliti da je koncept automata u velikoj mjeri izveden iz tog doba.
Od ranog 15. vijeka do ranog 20. stoljeća, automati su se razvijali paralelno sa satovima, satovima i industrijskim mašinama, neformalno prateći napredak inovacija i mehaničkih izuma.
Japan i Kina su i dalje jaki u tom pogledu, a čak i nakon turbulencija dinastije, još uvijek se otkrivaju divni primjeri ovog perioda. U Japanu, praksa mehaničkih "karakuri" lutaka ima dugu tradiciju od sredine 1660-ih do početka 20. stoljeća.
Proizvođači alata, časovničari, bravari, pronalazači, pa čak i mađioničari stvorili su neke zaista nevjerovatne automate, iako su još uvijek slični onima prije stotina do hiljada godina, ali sada su kompaktniji i složeniji.
Detalj astronomskog sata katedrale u Strazburu, Francuska (Fotografija ljubaznošću Tangopaso/Wikipedia Commons)
U ovom periodu dogodio se izum modernog sata s kukavicom, koji je možda evoluirao iz ranih primjera velikih gradskih satova, gdje su animirani likovi sadržani u poznatim mašinama kao što su astronomski satovi u Strazburu i Pragu. Pozlaćeni pijetao u prvoj verziji najpoznatijeg elementa katedrale u Strazburu, koji se sada nalazi u gradskom muzeju dekorativne umetnosti, smatra se najstarijim automatom na svetu.
Vođeni filozofskim razmišljanjem Rene Descartesa i drugih, pojavile su se mašine u prirodnoj veličini i minijaturnije. Vjerovao je da su životinje samo složene biomehaničke mašine koje se mogu izgraditi.
Digestivna patka koju je nacrtao Jacques de Vaucanson (fotografiju dijeli Scientific American/Wikipedia)
Ovo nije potpuno nova ideja, ali dovodi do naglaska na životinjskim automatima, od kojih su neki izvan okvira prethodnih razmatranja. Zanimljiv primjer je digestivna patka, koja na mnogo načina podsjeća na patku, ali najjedinstveniji je to što jede zrnastu hranu i tada se čini da ima nuždu.
Za modernu publiku nije iznenađujuće da automat zapravo ne vari hranu, ali je francuski inženjer Jacques de Vaucanson to jasno iskoristio da nastavi primitivni realizam prirode.
Ne treba se previše smijati: de Vaucanson je bio pionir na mnogim poljima (uključujući izum automatskog razboja i konstrukciju prvog tokaričkog stroja od potpuno metala), napravio je ono za što se vjeruje da je prvi biomehanički automat, flautu player, Može da reprodukuje dvanaest različitih pesama. Napravio je i tamburašu. Inspiracija za ova dva automata došla je iz kursa anatomije jednog francuskog hirurga.
Ovo je također bila era poznatih časovničara Pierre Jaquet-Droza i Henrija Maillardeta, koji su stvorili neke od najimpresivnijih humanoidnih automata koji su mogli crtati slike, potpisivati i pisati jednostavne poruke.
Sredinom devetnaestog veka (oko 1860.) do oko 1910. godine smatralo se da je „zlatno doba automata“ (postojala je čak i knjiga istog imena), jer je industrijska revolucija izazvala pojavu velikog broja standardizovanih mehaničkih delova, a broj kompanija koje proizvode automate se povećao. Jednostavan za proizvodnju. Hiljade automata i mehaničkih ptica pjevica izvezeno je širom svijeta, a bile su popularne među kolekcionarima sve do predvečerja Prvog svjetskog rata.
Nije iznenađujuće da su globalna ekonomska dilema i konzervativni stavovi koje su donijele destruktivne tragedije globalnih ratova promijenile prioritete cijele Evrope (jednog od centara proizvodnje automata), a stvaranje automata više se ne odnosi na širu praksu. Iako nikada nije potpuno nestao u Evropi, Aziji ili Sjedinjenim Američkim Državama, mehanički izum ustupio je mjesto umjetničkoj strani stvari, jer je napredak u električnoj energiji i proizvodnoj tehnologiji učinio automate relativno lakim za proizvodnju.
Neko vrijeme kompanije su bile ili fokusirane na stvaranje elegantne umjetnosti s automatima, ili na izradu jeftinih uređaja nalik igračkama. Sada, u doba interneta, vidjeli smo renesansu ovih projekata jer su ljudi ponovo izloženi impresivnim, ali zanimljivim aspektima automata - možete pronaći mnogo zanimljivih i jeftinih primjera na internetu.
Iako može biti pomalo frustrirajuće za one koji vole umjetničku izradu i nevjerovatan inženjering automata, pristupačna cijena omogućava ljudima da lako uđu u svijet inženjerskih principa kroz zanimljive automate.
Ovo mi je dalo detaljno razumijevanje o tome kako su se jednostavni mehanički principi kombinirali da bi stvorili neke od najspektakularnijih izuma u historiji.
Za svakoga ko danas obraća pažnju na vrhunske automate, očigledno je da se izvanredan inženjering može kombinovati sa impresivnim umjetničkim umijećem kako bi se postigli prekrasni ciljevi. Ali čak iu najkvalitetnijim primjerima, principi pokretanja automata su u osnovi isti kao oni koji se koriste stoljećima, jer se većina njih temelji na vrlo jednostavnim mehaničkim principima za stvaranje pokreta.
Želim reći da 95% automata koristi pet osnovnih mehaničkih principa za stvaranje pokreta, a samo u rijetkim slučajevima se koriste stvari koje se ne uklapaju u ove kategorije. Kategorije su sljedeće: kotači, remenice, zupčanici, bregovi i klipnjače. Da sam ljepotica, mogao bih kombinirati kotače, remenice i zupčanike u veću grupu. Ali akcije koje kreiraju su nešto drugačije i mogu se koristiti za jedinstvene radnje, pa se zadržimo na pet općih kategorija.
Prvi je točak. U mnogim slučajevima, jednostavno se vozi po osi kako bi omogućio objektu da se rotira, ili stvara linearno kretanje za cijelu mašinu zasnovano na automatu, vozi je poput putničkog automobila ili voza, ili koristi skrivene točkove za stvaranje životinja Iluzija kretanja.
Točak može biti unutrašnji pogon drugog mehanizma, ili može biti samo konačna komponenta u mehaničkom lancu. Dobar primjer krajnje komponente kao točak je sat s kukavicom, koji karakterizira prsten sa karakterima koji izlazi iz unutrašnjosti tijela sata, obično pričvršćen za bočnu stranu jednostavnog točka.
Remenice su evolucija kotača jer mogu biti glatke ili zupčaste i spojene s lancima ili remenima za prijenos rotacije na udaljene objekte. Ovisno o postavci, remenica može prenijeti rotacijsko kretanje pod određenim kutom kroz fleksibilni remen (koji se obično nalazi na raznim starijim industrijskim mašinama) i može pružiti određenu zaštitu od udara za mehanizam.
Promjena promjera između dvije remenice može povećati ili smanjiti brzinu, ali što je još važnije, zapravo može promijeniti količinu primijenjene sile. Ovo rješava problem da je ulaz preslab za direktno pomicanje velikih komponenti ili je previše moćan i da ga treba smanjiti kako bi se zaštitio mehanizam.
U daljnjem razvoju, zupčanici su u osnovi zupčani remenici, izrađeni su vrlo precizno i mogu se direktno spojiti s drugom zupčastom remenicom.
Najraniji zupčanici su bili apsolutno neprecizni. Jedan od zupčanika imao je dva paralelna točka sa ravnomjerno raspoređenim šipkama koje su ih povezivale. Ovi kotači su se spojili s jednim kotačem koji je virio iz oboda na ravnomjerno raspoređenim šipkama. Oni se mogu naći u najstarijim automatima u staroj Kini ili Grčkoj, i glavne su komponente nekih od najpoznatijih velikih satova na svijetu.
Ali s napretkom tehnologije i daljnjim razumijevanjem geometrije zupčanika, nastali su vrlo precizni zupčanici koje ćete danas prepoznati, koji mogu vrlo precizno prenositi vrlo velike sile i, poput remenica, mogu se koristiti za promjenu brzine, sile ili precizan odnos vremenskog mehanizma (očigledno). Pronalazak preciznih zupčanika omogućio je vrlo složenim mašinama koje koriste osnovne poluge da dostignu svoj puni potencijal.
Brega je još jedan najstariji mehanizam jer je, najjednostavnije rečeno, točak sa ekscentričnim vratilom. Ovo proizvodi nekonvencionalno ponavljajuće kretanje, koje se može koristiti za pokretanje linearnog kretanja. Osnovni princip koristi kotače posebnog oblika, obično u obliku kružnog lista ili spiralnog puža, sa osovinom (jednostavnim prstom ili zubom koji se oslanja na periferiju) za pretvaranje kretanja u drugi točak ili klipnjaču, čime se formira A pokret unazad i četvrti. Ovo može biti izuzetno bazičan ili izuzetno složen pokret, ali princip je isti.
Posljednji građevni blok je klipnjača, koja uključuje držač brega, polugu i osnovnu zakretnu ruku. Ove strukture su vrlo jednostavne, ali su zapravo glavne karakteristike koje stvaraju kretanje u automatima. Klipnjača se sastoji od šipke koja se rotira oko jedne ose, povezuje dvije ose na oba kraja ili povezuje tri ili više osi kako bi stvorila složenu putanju kretanja.
Vrijeme objave: Dec-08-2021
