Autòmats: els misteris màgics del món antic, les meravelles mecàniques de l'edat mitjana, les meravelles modernes dels mestres artesans. Bé, prou al·literació.
Autòmats, autòmats, robot, màquina automàtica: totes aquestes paraules descriuen una classe de màquines que es consideren relativament autooperatives i que poden realitzar funcions o operacions preprogramades a causa d'una sèrie d'instruccions mecàniques predeterminades.
Nota lateral per als nerds de la gramàtica: els autòmats i els autòmats són versions plurals legals d'autòmats; tanmateix, una "màquina expenedora" és una mena de cafeteria que sembla una màquina expenedora amb menjar en un cubicle, S'obrirà quan s'introdueixi una moneda.
Els autòmats poden tenir diverses formes i mides, i poden fer gairebé qualsevol cosa que la gent pugui imaginar i dissenyar en un sistema mecànic.
Els autòmats en els quals vull centrar-me són algunes versions complexes amb les quals potser coneixeu, com ara els rellotges de cucut (ocells que surten per la porta per indicar l'hora) o joguines d'escriptori senzilles amb manivela d'animals (com ara cavalls, ocells o peixos). ) i escenes interessants.
Els autòmats històrics inclouen caixes de música amb figuretes, ocells que xiulen i figures humanes molt complexes i impressionants de Pierre Jaquet-Droz dibuixant dibuixos, escrivint frases o creant instruments musicals.
Més endavant introduiré més exemples, però primer anem a entendre la història dels autòmats des del principi.
Els enginyers i artesans intel·ligents han estat construint autòmats durant molt de temps, i alguns registres van aparèixer ja al voltant del 1000 aC, que és fa més de 3000 anys.
Malauradament, exemples de cultures antigues com la Xina, Grècia i Roma han estat oblidats per la història o només poden sobreviure mitjançant textos, dibuixos i pintures. La gent pot incloure l'antic mecanisme d'Antikythera cap al 100 aC a la discussió, però com que potser no és una màquina automàtica, sinó un recompte i una calculadora complicats, no ho inclouré aquí.
Els objectes més antics solen ser creats com a màquines religioses per mostrar el poder dels líders o per evocar experiències espirituals quan es visiten llocs sagrats com els temples. Tanmateix, fins i tot al segle I dC, l'heroi d'Alexandre, conegut per les seves contribucions a la ciència, les matemàtiques i l'enginyeria, va crear una obra d'escena mecànica utilitzant cordes, nusos, engranatges i altres màquines senzilles per completar-la que suposadament va durar 10 minuts. .
Utilitzant la seva experiència en hidràulica, pneumàtica i mecànica, Hero va inventar màquines que poden realitzar tasques a més de l'entreteniment, com ara carros programables de conducció automàtica, màquines expenedores, òrgans de vent i diverses màquines de guerra.
Aquesta sol ser la història paral·lela dels autòmats: el costat interessant es combina amb la invenció i l'enginyeria per inspirar i mostrar el progrés mecànic de maneres interessants i de vegades màgiques.
Depenent de l'època i el lloc de la història, els civils supersticiosos poden veure els autòmats amb sospita, perquè moltes persones no tenen experiència de primera mà amb aquests dispositius. Això vol dir que la història d'una estàtua o miracle miraculos s'estendrà per la multitud, però de fet es tracta d'un dispositiu enginyós dissenyat per imitar una experiència misteriosa.
A l'Edat Mitjana, la major part del món "occidental" va perdre les habilitats i els coneixements per fabricar aquestes màquines. Bizanci i el món àrab en general van continuar amb les tradicions dels grecs (i possiblement dels xinesos, gràcies al comerç amb l'Extrem Orient)), van crear màquines similars i escriuen articles, com ara "Un llibre sobre dispositius enginyosos" a l'Iraq actual al voltant. 850 dC.
Els autòmats creats per enginyers i inventors musulmans són realment increïbles, segles abans que molts exemples famosos occidentals. L'edat d'or islàmica entre el 780 i el 1260 dC va ser testimoni d'una explosió de progrés científic comparable a qualsevol període de la història: van ser la base de la majoria de les tradicions científiques occidentals.
Els autòmats del temps i les regions geogràfiques inclouen criatures fetes per l'home com ara estàtues de vent, serps, escorpins i ocells cantors, flauteres programables, vaixells amb bandes robòtiques de "quatre persones" i mans més pràctiques, amb una rentadora automàtica moderna amb mecanisme de rentat. .
Aleshores, la Xina pot tenir una tradició d'autòmats de dos mil anys, i està produint autòmats composts per tigres rugents, ocells cantors, ocells voladors i fins i tot rellotges d'aigua complexos amb números de cronometratge.
Hi ha descripcions d'espectacles de titelles mecànics automàtics, orquestres automàtiques i dracs mecànics, per citar-ne alguns. Malauradament, la majoria de les coses creades o registrades van ser destruïdes posteriorment per la dinastia Ming conquistada a mitjans del segle XIV, fent que moltes coses fossin oblidades per la història.
Tot i que encara hi ha una tradició d'autòmats en alguns indrets d'Europa, al segle XIII hi va haver un renovat interès per les creacions i aparells dissenyats per xocar els turistes, i aquests productes i aparells van tornar a aparèixer als tribunals d'arreu d'Europa.
Es creu que aquesta època va estar molt influenciada pels textos grecs traduïts al llatí i a l'italià, que van estimular l'interès per la creació d'antics matemàtics i inventors. El famós renaixement dels autòmats es va produir durant l'època del Renaixement i la Il·lustració.
Antigament, la tecnologia dels autòmats funcionava per hidràulica (aigua), pneumàtica (vent i vapor) o per gravetat (en pes), cosa que limitava molt la complexitat i la mida de l'equip. Els autòmats molt petits i complexos requereixen l'aparició de noves tecnologies.
Amb l'adopció generalitzada de sistemes d'enginyeria, matemàtics i tecnològics més avançats (com la rellotgeria) i la ciència metal·lúrgica (utilitzada per fer molles), la capacitat de crear màquines realment complexes (i boniques) ha prosperat.
Durant centenars d'anys, hem entrat en el que considero l'edat daurada dels autòmats, quan encara existeixen alguns dels exemples més famosos. Hi ha molts bons exemples, i molta gent podria pensar que el concepte d'autòmats deriva en gran part d'aquella època.
Des de principis del segle XV fins a principis del segle XX, els autòmats es van desenvolupar en paral·lel amb rellotges, rellotges i maquinària industrial, fent un seguiment informal del progrés de la innovació i la invenció mecànica.
El Japó i la Xina encara són forts en aquest sentit, i fins i tot després de les turbulències de la dinastia, encara s'estan descobrint exemples meravellosos d'aquest període. Al Japó, la pràctica dels titelles mecànics "karakuri" té una llarga tradició des de mitjans de la dècada de 1660 fins a principis del segle XX.
Els fabricants d'eines, rellotgers, serrallers, inventors i fins i tot mags han creat uns autòmats realment sorprenents, tot i que encara són semblants als de fa centenars o milers d'anys, però ara són més compactes i complexos.
Detall del rellotge astronòmic de la catedral d'Estrasburg, França (Foto cortesia de Tangopaso/Wikipedia Commons)
Durant aquest període es va produir la invenció del modern rellotge de cucut, que pot haver evolucionat a partir dels primers exemples de rellotges de grans ciutats, on els personatges animats es troben en màquines famoses com els rellotges astronòmics d'Estrasburg i Praga. El gall daurat de la primera versió de l'element de la catedral més famós d'Estrasburg, ara situat al museu d'arts decoratives de la ciutat, és considerat l'autòmat més antic del món.
Impulsats pel pensament filosòfic de René Descartes i d'altres, han aparegut màquines a mida natural i més en miniatura. Creia que els animals són només màquines biomecàniques complexes que es poden construir.
Ànec digestiu dibuixat per Jacques de Vaucanson (foto compartida per Scientific American/Wikipedia)
Aquesta no és una idea completament nova, però porta a posar èmfasi en els autòmats animals, alguns dels quals estan fora de l'abast de consideracions anteriors. Un exemple interessant és l'ànec digestiu, que s'assembla a un ànec en molts aspectes, però el més singular és que menja aliments granulats i després sembla tenir una evacuació intestinal.
Per al públic modern, no és d'estranyar que els autòmats en realitat no digereixin els aliments, però l'enginyer francès Jacques de Vaucanson ho va utilitzar clarament per perseguir el realisme primitiu de la natura.
No hem de riure massa: de Vaucanson va ser pioner en molts camps (incloent-hi la invenció del teler automàtic i la construcció del primer torn totalment metàl·lic), va construir el que es creu que va ser el primer autòmat biomecànic, una flauta. reproductor, pot reproduir dotze cançons diferents. També va construir un pandero. La inspiració per a aquests dos autòmats prové del curs d'anatomia d'un cirurgià francès.
Aquesta va ser també l'època dels famosos rellotgers Pierre Jaquet-Droz i Henri Maillardet, que van crear alguns dels autòmats humanoides més impressionants que podien dibuixar, signar i escriure missatges senzills.
Des de mitjan segle XIX (vers el 1860) fins al voltant del 1910 es va considerar que era l'"edat d'or dels autòmats" (fins i tot hi havia un llibre del mateix nom), perquè la revolució industrial va fer que sorgissin un gran nombre de peces mecàniques normalitzades, i va proliferar el nombre d'empreses productores d'autòmats. Fàcil de fabricar. Milers d'autòmats i ocells cantors mecànics es van exportar a tot el món, i encara van ser populars entre els col·leccionistes fins a la vigília de la Primera Guerra Mundial.
No és sorprenent que el dilema econòmic global i les actituds conservadores provocades per les tragèdies destructives de les guerres globals hagin canviat les prioritats de tota Europa (un dels centres de producció d'autòmats), i la creació d'autòmats ja no s'aplica a una pràctica més àmplia. Encara que mai va desaparèixer del tot a Europa, Àsia o els Estats Units d'Amèrica, la invenció mecànica va donar pas a la vessant artística de les coses, perquè els avenços en electricitat i tecnologia de fabricació van fer que els autòmats siguin relativament fàcils de produir.
Durant un temps, les empreses es van centrar a crear art elegant amb autòmats o a fabricar dispositius barats semblants a joguines. Ara, a l'era d'Internet, hem vist un renaixement d'aquests projectes perquè la gent es torna a exposar als aspectes impressionants però interessants dels autòmats; podeu trobar molts exemples interessants i barats a Internet.
Tot i que pot ser una mica frustrant per a aquells a qui els agrada l'artesania artística i l'enginyeria increïble dels autòmats, el preu assequible permet a la gent entrar fàcilment al món dels principis d'enginyeria mitjançant autòmats interessants.
Això em va donar una comprensió detallada de com es van combinar els principis mecànics senzills per crear alguns dels invents més espectaculars de la història.
Per a qualsevol que avui presti atenció als autòmats de gamma alta, és obvi que es pot combinar una enginyeria extraordinària amb una artesania artística impressionant per aconseguir objectius meravellosos. Però fins i tot en els exemples de màxima qualitat, els principis de conducció d'autòmats són bàsicament els mateixos que els utilitzats durant segles, perquè la majoria d'ells es basen en principis mecànics molt senzills per generar moviment.
Vull dir que el 95% dels autòmats utilitzen cinc principis mecànics bàsics per crear moviment, i només en casos rars s'utilitzen coses que no encaixen en aquestes categories. Les categories són les següents: rodes, politges, engranatges, lleves i bielles. Si fos un stickler, podria combinar rodes, politges i engranatges en un grup més gran. Però les accions que creen són una mica diferents i es poden utilitzar per a accions úniques, així que ens limitem a les cinc categories generals.
El primer és la roda. En molts casos, simplement acciona sobre un eix per permetre que l'objecte giri, o crea un moviment lineal per a tota la màquina basat en un autòmat, la condueix com un cotxe de passatgers o un tren, o utilitza rodes amagades per crear animals La il·lusió de moviment.
La roda pot ser la unitat interna d'un altre mecanisme, o pot ser només el component final d'una cadena mecànica. Un bon exemple del component final que és una roda és un rellotge de cucut, que es caracteritza per un anell de caràcter que surt de l'interior del cos del rellotge, generalment unit al costat d'una roda simple.
Les politges són l'evolució de les rodes perquè poden ser llises o dentades i engranar-se amb cadenes o corretges per transmetre la rotació a objectes llunyans. Depenent de la configuració, la politja pot transmetre el moviment de rotació amb un angle determinat a través d'un cinturó flexible (normalment es troba en diverses màquines industrials més antigues) i pot proporcionar una certa protecció contra impactes per al mecanisme.
El canvi de diàmetre entre les dues politges pot augmentar o disminuir la velocitat, però el que és més important, en realitat pot canviar la quantitat de força aplicada. Això resol el problema que l'entrada és massa feble per moure directament components grans o és massa potent i s'ha de reduir per protegir el mecanisme.
En un desenvolupament posterior, els engranatges són bàsicament politges dentades, es fabriquen amb molta precisió i es poden engranar directament amb una altra politja dentada.
Els primers engranatges eren absolutament inexactes. Un dels engranatges tenia dues rodes paral·leles amb barres uniformement espaciades que les connectaven. Aquestes rodes s'engranaven amb una sola roda que sobresortia de la vora a les barres espaciades uniformement. Aquests es poden trobar en els autòmats més antics de l'antiga Xina o Grècia, i són els components principals d'alguns dels grans rellotges més famosos del món.
Però amb l'avenç de la tecnologia i la millor comprensió de la geometria dels engranatges, van sorgir els engranatges molt precisos que reconeixeu avui, que poden transmetre forces molt grans amb molta precisió i, com les politges, es poden utilitzar per canviar la velocitat, la força o proporcionar una relació precisa del mecanisme de cronometratge (òbviament). La invenció dels engranatges de precisió va permetre que maquinària molt complexa utilitzant palanques bàsiques assoleixi tot el seu potencial.
La lleva és un altre mecanisme més antic perquè, en els termes més senzills, és una roda amb un eix excèntric. Això produeix un moviment repetitiu no convencional, que es pot utilitzar per impulsar el moviment lineal. El principi bàsic utilitza rodes de forma especial, generalment en forma de fulla circular o cargol espiral, amb un seguidor de lleves (un simple dit o dent recolzat a la perifèria) per convertir el moviment en una altra roda o biela, formant així A cap enrere i quart moviment. Aquest pot ser un moviment extremadament bàsic o extremadament complex, però el principi és el mateix.
L'últim bloc de construcció és la biela, que inclou el seguidor de lleves, la palanca i el braç de pivot bàsic. Aquestes estructures són molt senzilles, però en realitat són les principals característiques que creen moviment en els autòmats. La biela es compon d'una barra que gira al voltant d'un únic eix, connecta dos eixos als dos extrems o connecta tres o més eixos per crear un camí de moviment complex.
Hora de publicació: 08-12-2021
