Automata: I misteri magichi di u mondu anticu, e meraviglie meccaniche di u Medievu, e meraviglie muderne di i maestri artighjani. Ebbè, abbastanza allitterazione.
Automata, automata, robot, machine automatica: Tutte queste parolle descrizanu una classa di machini chì sò cunsiderate relativamente auto-operativi è ponu fà funzioni o operazioni preprogrammate per via di una seria di struzzioni meccaniche predeterminate.
Nota laterale per i nerds di grammatica: Automata è automata sò tramindui versioni plurali legali di automata; in ogni modu, un "vending machine" hè un tipu di cafeteria chì s'assumiglia à una vending machine cù l'alimentu in un cubicle , Si apre quandu una munita hè inserita.
Automata pò avè diverse forme è dimensioni, è ponu fà quasi tuttu ciò chì a ghjente pò imaginà è cuncepisce in un sistema meccanicu.
L'automate chì vogliu fucalizza sò alcune versioni cumplessi chì pudete esse familiarizati, cum'è cuckoo clocks (uccelli chì spuntanu fora di a porta per dì l'ora) o semplici ghjoculi di scrivania cù l'animali (cum'è cavalli, uccelli o pesci). ) è Scene interessanti.
L'automati storici includenu scatuli di musica cù figurine, uccelli cinguettiti è figure umane altamente cumplesse è fantastiche di Pierre Jaquet-Droz disegnu ritratti, scrivite frasi, o ghjucanu à creazione di strumenti musicali.
Introduceraghju più esempii dopu, ma prima capiscenu a storia di l'automata da u principiu.
L'ingegneri intelligenti è l'artighjani sò stati custruendu automati per un bellu pezzu, è certi registri apparsu prima di circa 1000 aC, chì hè più di 3000 anni fà.
Sfortunatamente, l'esempii di e culture antiche cum'è a Cina, a Grecia è Roma sò stati scurdati da a storia o ponu sopravvive solu per mezu di testu, disegni è pitture. A ghjente pò include l'anticu mecanismu di Antikythera intornu à 100 aC in a discussione, ma postu chì questu ùn pò micca esse una macchina automatica, ma un cuntu cumplicatu è calculatrice, ùn aghju micca include quì.
I primi ogetti sò generalmente creati cum'è machini religiosi per dimustrà u putere di i capi o per evoca l'esperienze spirituali quandu visitanu i lochi sacri cum'è i tempii. Tuttavia, ancu in u primu seculu d.C., l'eroe d'Alexandru, cunnisciutu per i so cuntributi à a scienza, a matematica è l'ingegneria, hà criatu un ghjocu di scena meccanicu cù corde, nodi, ingranaggi è altre machini simplici per compie chì presuntamente durò 10 minuti. .
Utilizendu a so cumpetenza in idraulica, pneumatica è meccanica, Hero hà inventatu machini chì ponu esse realizatu compiti in più di l'intrattenimentu, cum'è carretti auto-guidati programmabili, vending machines, organi di ventu è diverse macchine di guerra.
Questa hè generalmente a storia parallela di l'automata: u latu interessante hè cumminatu cù l'invenzione è l'ingenieria per inspirà è dimustrà u prugressu meccanicu in modi interessanti è à volte magichi.
Sicondu u tempu è u locu in a storia, i civili superstiziosi ponu vede l'automata cun suspettu, perchè assai persone ùn anu micca una sperienza di prima manu cù tali dispusitivi. Questu significa chì a storia di una statua miraculosa o miraculu si sparghjerà in tutta a folla, ma in fattu hè un dispositivu geniale cuncepitu per imità una sperienza misteriosa.
In u Medievu, a maiò parte di u mondu "occidentale" hà persu e cumpetenze è u sapè fà per fà tali machini. Bisanzio è u mondu arabu più largu cuntinueghjanu e tradizioni di i Grechi (è possibbilmente i Cinesi, grazia à u cummerciu cù l'Estremo Oriente) ), creanu machini simili è scrive carte, cum'è "Un Libru nantu à i Dispositivi Ingeniosi" in l'Iraq oghjincu intornu. 850 dC.
L'automati creati da ingegneri è inventori musulmani sò veramente incredibili, seculi prima di parechji famosi esempi occidentali. L'età d'oru islamica trà u 780 è u 1260 d.C. hà assistitu à una splusione di u prugressu scientificu paragunabile à qualsiasi periodu di a storia: eranu u fundamentu di a maiò parte di e tradizioni scientifiche occidentali.
L'automati di u tempu è di e regioni geografiche includenu creature artificiali cum'è statue di ventu, serpenti, scorpioni è uccelli cantanti, flautisti programmabili, barche cù bande robotiche "quattru persone", è mani più pratiche, cù lavatrice automatica moderna cù mecanismu di lavaggio. .
À tandu, a Cina pò avè una tradizione di duimila anni di autumati, è pruduce l'automati cumposti da tigri ruggenti, uccelli cantanti, uccelli volanti, è ancu orologi d'acqua cumplessi cù numeri di timekeeping.
Ci sò descrizzioni di spettaculi di pupi meccanichi automatichi, orchestre automatiche è dragoni meccanichi, per citarne uni pochi. Sfortunatamente, a maiò parte di e cose create o arregistrate sò più tardi distrutte da a dinastia Ming cunquistata à a mità di u 14u seculu, pruvucannu assai cose per esse scurdate da a storia.
Ancu s'ellu ci hè sempre una tradizione di autumati in certi parti di l'Auropa, in u 13u seculu, ci hè statu un interessu rinnuvatu in i creazioni è i dispusitivi pensati à scossa i turisti, è questi prudutti è dispusitivi apparsu una volta in i tribunali in tutta l'Europa.
Stu tempu si crede assai influinzatu da i testi grechi tradutti in latinu è talianu, chì stimulanu l'interessu in a creazione di antichi matematichi è inventori. U famosu rinascimentu di l'automata hè accadutu durante l'era di u Rinascimentu è l'Illuminismu.
In u passatu, a tecnulugia di l'automata era alimentata da idraulica (acqua), pneumatica (ventu è vapore), o gravità (per pesu), chì limitava assai a cumplessità è a dimensione di l'equipaggiu. Automati assai chjuchi è cumplessi necessitanu l'emergenza di novi tecnulugia.
Cù l'adopzione generalizata di sistemi più avanzati di ingegneria, matematica è tecnologica (cum'è l'orologeria) è a scienza metallurgica (aduprata per fà surgenti), a capacità di creà machini veramente cumplessi (è belli) hà fioru.
Per centinaie d'anni, avemu intrutu in ciò chì cunsidereghja esse l'età d'oru di l'automata, quandu alcuni di l'esempii più famosi esistenu sempre. Ci sò assai boni esempi, è parechje persone puderanu pensà chì u cuncettu di l'automata hè largamente derivatu da quella era.
Da u principiu di u 15u seculu à u principiu di u 20u seculu, l'automati sò sviluppati in parallelu cù orologi, orologi è machini industriali, seguitendu informalmente u prugressu di l'innuvazione è l'invenzione meccanica.
U Giappone è a Cina sò sempre forti in questu sensu, è ancu dopu à a turbulenza di a dinastia, meravigliosi esempi di stu periodu sò sempre scuperti. In u Giappone, a pratica di pupi meccanichi "karakuri" hà una longa tradizione da a mità di l'anni 1660 à u principiu di u XXu seculu.
I pruduttori di arnesi, orologi, locksmiths, inventori, è ancu maghi anu creatu un automata veramente maravigghiusu, ancu s'ellu sò sempre simili à quelli cintunari à millaie d'anni fà, ma avà più compactu è cumplessu.
Detail of the Astronomical Clock of Strasbourg Cathedral, Francia (Foto cortesia di Tangopaso/Wikipedia Commons)
L'invenzione di u cuckoo clock mudernu hè accadutu duranti stu periodu, chì pò esse evolutu da i primi esempi di grandi orologi di cità, induve i caratteri animati sò cuntenuti in machini famosi cum'è l'orologi astronomichi in Strasburgu è Praga. U gallu d'oru in a prima versione di l'elementu cattedrale più famosu di Strasburgu, avà situatu in u museu di l'arti decoru di a cità, hè cunsideratu l'automatu più anticu di u mondu.
Impulsatu da u pensamentu filusòficu di René Descartes è d'altri, sò apparsu machini di grandezza naturale è più miniatura. Cridia chì l'animali sò solu machini biomeccanici cumplessi chì ponu esse custruitu.
Anatra digestiva disegnata da Jacques de Vaucanson (foto spartuta da Scientific American/Wikipedia)
Questa ùn hè micca una idea completamente nova, ma porta à un enfasi nantu à l'automati di l'animali, alcuni di i quali sò fora di l'alcunu di cunsiderazioni precedenti. Un esempiu interessante hè l'àntra digestivu, chì s'assumiglia à un anatra in parechji manere, ma u più unicu hè chì manghja l'alimentu granularu è dopu pare avè un muvimentu di l'intestione.
Per u publicu mudernu, ùn hè micca surprisante chì l'automata ùn digerisce micca veramente l'alimentu, ma l'ingegnere francese Jacques de Vaucanson l'hà utilizatu chjaramente per perseguite u realismu primitivu di a natura.
Ùn ci vole micca à ridere troppu : de Vaucanson hè statu un pioniere in parechji campi (cumpresu l'invenzione di u telare autumàticu è a custruzzione di u primu tornu tuttu in metallo), hà custruitu ciò chì si crede u primu automatu biomeccanicu, una flauta. player, Si pò ghjucà dodici canzoni differente. Hà custruitu ancu un tamburinu. L'ispirazione per questi dui autumati venenu da u cursu di anatomia di un chirurgu francese.
Questu era ancu l'era di i famosi orologi Pierre Jaquet-Droz è Henri Maillardet, chì anu creatu un pocu di l'automati umanoidi più impressiunanti chì puderanu disegnà ritratti, firmà è scrive missaghji simplici.
A mità di u XIXmu seculu (circa 1860) à circa 1910 era cunsideratu cum'è "l'età d'oru di l'automate" (ci era ancu un libru di u stessu nome), perchè a rivoluzione industriale hà fattu emergere un gran numaru di parti meccaniche standardizzate. è u nùmeru di cumpagnie chì producenu autumati proliferate. Facile à fabricà. Migliaia di autumati è canti meccanichi sò stati esportati in u mondu sanu, è eranu sempre populari cù i cullezzione finu à a vigilia di a Prima Guerra Munniali.
Unsurprisingly, u dilema ecunomicu glubale è l'attitudini cunsirvatori purtati da e tragedie distruttive di guerri glubale anu cambiatu e priurità di tutta l'Europa (unu di i centri di produzzione di l'automata), è a creazione di l'automata ùn hè più appiicata à una pratica più larga. Ancu s'ellu ùn hè mai sparitu cumplettamente in l'Europa, l'Asia o i Stati Uniti d'America, l'invenzione meccanica hà lasciatu strada à u latu artisticu di e cose, perchè l'avanzati in l'electricità è a tecnulugia di fabricazione facenu automata relativamente faciule di pruduce.
Per un certu tempu, l'imprese sò stati cuncentrati nantu à a creazione d'arti eleganti cù l'automate, o in a fabricazione di i dispositi boni simili à i ghjoculi. Avà in l'era di l'Internet, avemu vistu un rinascimentu di sti prughjetti perchè a ghjente hè tornata à l'aspettu impressiunanti ma interessanti di l'automata-pudete truvà assai esempi interessanti è economici in Internet.
Ancu s'ellu pò esse un pocu frustrante per quelli chì piacenu l'artigianalità artistica è l'incredibile ingegneria di l'automata, u prezzu accessibile permette à e persone di entre facilmente in u mondu di i principii di l'ingegneria attraversu autumati interessanti.
Questu m'hà datu una cunniscenza dettagliata di cumu i principii meccanichi simplici cumminati per creà alcuni di l'invenzioni più spettaculari in a storia.
Per tutti quelli chì prestanu attenzione à l'automate high-end oghje, hè ovvi chì l'ingegneria straordinaria pò esse cumminata cù l'artigianalità artistica impressiunanti per ottene scopi meravigliosi. Ma ancu in l'esempii di a più alta qualità, i principii di l'automazione di guida sò basamenti listessi à quelli usati per seculi, perchè a maiò parte di elli sò basati nantu à principii meccanichi assai simplici per generà u muvimentu.
Vogliu dì chì u 95% di l'automati utilizanu cinque principii meccanichi basi per creà u muvimentu, è solu in casi rari sò usati cose chì ùn sò micca adatti à queste categurie. I categurie sò i seguenti: roti, pulleys, ingranaggi, camme è bielle. Sè eru un stickler, puderia cumminà roti, pulleys è ingranaggi in un gruppu più grande. Ma l'azzioni chì creanu sò un pocu sfarente è ponu esse aduprate per azzioni uniche, per quessa, attenemu à e cinque categurie generale.
U primu hè a rota. In parechji casi, simpricimenti cunduce nantu à un assi per permette à l'ughjettu di rotà, o crea un muvimentu lineale per tutta a macchina basatu annantu à un autumàticu, u cunduce cum'è una vittura di passageru o un trenu, o usa roti nascosti per creà animali L'illusione di u muvimentu.
A rota pò esse u drive internu di un altru mecanismu, o pò esse solu u cumpunente finali in una catena meccanica. Un bon esempiu di u cumpunente finale chì hè una rota hè un clock cuckoo, chì hè carattarizatu da un anellu di caratteru chì emerge da l'internu di u corpu di u clock, di solitu attaccatu à u latu di una rota simplice.
Pulleys sò l'evoluzione di roti perchè ponu esse lisci o denti è maglia cù catene o cinture per trasmette a rotazione à l'uggetti distanti. Sicondu u paràmetru, a pulley pò trasmette u muvimentu di rotazione à un certu angulu attraversu un cinturione flexible (di solitu si trova in diverse macchine industriali più vechje) è pò furnisce una certa prutezzione d'impattu per u mecanismu.
U cambiamentu di diametru trà i dui pulleys pò aumentà o diminuite a vitezza, ma più impurtante, pò veramente cambià a quantità di forza applicata. Questu risolve u prublema chì l'input hè troppu debule per spustà direttamente cumpunenti grossi o hè troppu putente è deve esse ridutta per prutege u mecanismu.
In un sviluppu ulteriore, l'ingranaggi sò basicamente pulleys dentate, sò fatti assai precisamente è ponu esse direttamente meshed cù un altru pulley dentatu.
I primi ingranaggi eranu assolutamente imprecisi. Unu di l'ingranaggi avia duie roti paralleli cù verghe uniformi chì li cunnettavanu. Queste roti ingranate cù una sola rota chì spuntava da u rim à i bastoni uniformi. Quessi ponu esse truvati in l'automate più antichi in l'antica Cina o in Grecia, è sò i cumpunenti principali di alcuni di i grandi orologi più famosi in u mondu.
Ma cù l'avanzamentu di a tecnulugia è a più cunniscenza di a geometria di l'ingranaggi, l'ingranaggi assai precisi chì ricunnoscerete oghje sò ghjunti in esse, chì ponu trasmette forze assai grande assai precisamente, è, cum'è pulleys, ponu esse usatu per cambià a velocità, a forza o furnisce. un rapportu di u mecanismu di timing precisu (ovviamente). L'invenzione di l'ingranaggi di precisione hà permessu di machini assai cumplessi chì utilizanu leve basi per ghjunghje à u so pienu potenziale.
A camma hè un altru mecanismu più anticu perchè, in i termini più simplici, hè una rota cù un arbre eccentricu. Questu pruduce un muvimentu ripetitivu micca convenzionale, chì pò esse usatu per guidà u muvimentu lineale. U principiu basicu usa roti in forma speciale, di solitu in forma di foglia circular o lumaca spirale, cù un cam follower (un dito simplice o dente appoghjatu nantu à a periferia) per cunvertisce u muvimentu in un'altra rota o biela, formendu cusì A. retrocede è quartu muvimentu. Questu pò esse un muvimentu estremamente basicu o estremamente cumplessu, ma u principiu hè u listessu.
L'ultimu bloccu di custruzzione hè a biela di cunnessione, chì include u seguitu di camma, a palanca è u bracciu pivot basu. Sti strutturi sò assai sèmplice, ma sò in realtà i funziunalità principali chì creanu u muvimentu in automata. A biela di cunnessione hè cumposta da una verga chì gira intornu à un unicu assi, cunnetta dui assi à i dui estremità, o cunnetta trè o più assi per creà una strada di muvimentu cumplessa.
Tempu di Postu: Dec-08-2021
