Autómatas: Los misterios mágicos del mundo antiguo, las maravillas mecánicas de la Edad Media, las maravillas modernas de los maestros artesanos. Bueno, basta de aliteraciones.
Autómatas, autómatas, robots, máquinas automáticas: Todas estas palabras describen una clase de máquinas que se consideran relativamente autónomas y pueden realizar funciones u operaciones preprogramadas debido a una serie de instrucciones mecánicas predeterminadas.
Nota al margen para los nerds de la gramática: autómatas y autómatas son versiones plurales legales de autómatas; sin embargo, una “máquina expendedora” es una especie de cafetería que parece una máquina expendedora con comida en un cubículo. Se abrirá cuando se inserte una moneda.
Los autómatas pueden tener varias formas y tamaños, y pueden hacer casi cualquier cosa que la gente pueda imaginar y diseñar en un sistema mecánico.
Los autómatas en los que quiero centrarme son algunas versiones complejas con las que quizás estés familiarizado, como los relojes de cuco (pájaros que salen de la puerta para decir la hora) o simples juguetes de escritorio con manivela de animales (como caballos, pájaros o peces). ) y escenas interesantes.
Los autómatas históricos incluyen cajas de música con figuras, pájaros cantando y figuras humanas asombrosas y muy complejas de Pierre Jaquet-Droz que dibujan, escriben frases o tocan instrumentos musicales.
Presentaré más ejemplos más adelante, pero primero comprendamos la historia de los autómatas desde el principio.
Ingenieros y artesanos inteligentes han estado construyendo autómatas durante mucho tiempo, y algunos registros aparecieron ya alrededor del año 1000 a. C., es decir, hace más de 3000 años.
Lamentablemente, los ejemplos de culturas antiguas como China, Grecia y Roma han sido olvidados por la historia o sólo pueden sobrevivir a través de textos, dibujos y pinturas. La gente puede incluir en la discusión el antiguo mecanismo de Antikythera alrededor del año 100 a.C., pero dado que puede que no sea una máquina automática, sino una calculadora y un conteo complicado, no lo incluiré aquí.
Los primeros objetos suelen crearse como máquinas religiosas para mostrar el poder de los líderes o para evocar experiencias espirituales al visitar lugares sagrados como los templos. Sin embargo, incluso en el siglo I d.C., el héroe de Alejandro, conocido por sus contribuciones a la ciencia, las matemáticas y la ingeniería, creó una obra de teatro mecánica utilizando cuerdas, nudos, engranajes y otras máquinas simples para completarla que supuestamente duró 10 minutos. .
Utilizando su experiencia en hidráulica, neumática y mecánica, Hero inventó máquinas que pueden realizar tareas además del entretenimiento, como carros autónomos programables, máquinas expendedoras, órganos de viento y varias máquinas de guerra.
Esta suele ser la historia paralela de los autómatas: el lado interesante se combina con la invención y la ingeniería para inspirar y mostrar el progreso mecánico de maneras interesantes y, a veces, mágicas.
Dependiendo del momento y el lugar de la historia, los civiles supersticiosos pueden ver los autómatas con sospecha, porque muchas personas no tienen experiencia de primera mano con dichos dispositivos. Esto significa que la historia de una estatua milagrosa o un milagro se difundirá entre la multitud, pero en realidad es un ingenioso dispositivo diseñado para imitar una experiencia misteriosa.
En la Edad Media, la mayor parte del mundo "occidental" perdió las habilidades y los conocimientos necesarios para fabricar este tipo de máquinas. Bizancio y el mundo árabe en general continuaron las tradiciones de los griegos (y posiblemente de los chinos, gracias al comercio con el Lejano Oriente), crearon máquinas similares y escribieron artículos, como "Un libro sobre dispositivos ingeniosos" en el actual Irak. 850 d.C.
Los autómatas creados por ingenieros e inventores musulmanes son realmente increíbles, siglos antes que muchos ejemplos occidentales famosos. La Edad de Oro islámica, entre 780 y 1260 d. C., fue testigo de una explosión de progreso científico comparable a cualquier período de la historia: fueron la base de la mayoría de las tradiciones científicas occidentales.
Los autómatas del tiempo y las regiones geográficas incluyen criaturas creadas por el hombre, como estatuas de viento, serpientes, escorpiones y pájaros cantores, flautistas programables, barcos con bandas robóticas para “cuatro personas” y manos más prácticas, con modernas lavadoras automáticas con mecanismo de lavado. .
Para entonces, China puede tener una tradición de dos mil años de autómatas y está produciendo autómatas compuestos por tigres rugientes, pájaros cantores, pájaros voladores e incluso complejos relojes de agua con números de cronometraje.
Hay descripciones de espectáculos de marionetas mecánicos automáticos, orquestas automáticas y dragones mecánicos, por nombrar algunos. Lamentablemente, la mayoría de las cosas creadas o registradas fueron destruidas posteriormente por la conquistada dinastía Ming a mediados del siglo XIV, lo que provocó que la historia olvidara muchas cosas.
Aunque todavía existe una tradición de autómatas en algunas partes de Europa, en el siglo XIII hubo un renovado interés por las creaciones y dispositivos diseñados para sorprender a los turistas, y estos productos y dispositivos aparecieron una vez más en las cortes de toda Europa.
Se cree que esta época estuvo influenciada en gran medida por los textos griegos traducidos al latín y al italiano, que estimularon el interés por la creación de los antiguos matemáticos e inventores. El famoso renacimiento de los autómatas se produjo durante la era del Renacimiento y la Ilustración.
En el pasado, la tecnología de los autómatas funcionaba mediante hidráulica (agua), neumática (viento y vapor) o gravedad (por peso), lo que limitaba mucho la complejidad y el tamaño del equipo. Los autómatas muy pequeños y complejos requieren la aparición de nuevas tecnologías.
Con la adopción generalizada de sistemas de ingeniería, matemáticos y tecnológicos más avanzados (como la relojería) y de la ciencia metalúrgica (utilizada para fabricar resortes), ha florecido la capacidad de crear máquinas verdaderamente complejas (y hermosas).
Durante cientos de años hemos entrado en lo que considero la edad de oro de los autómatas, cuando aún existen algunos de los ejemplos más famosos. Hay muchos buenos ejemplos y mucha gente podría pensar que el concepto de autómata se deriva en gran medida de esa época.
Desde principios del siglo XV hasta principios del siglo XX, los autómatas se desarrollaron en paralelo con los relojes y la maquinaria industrial, siguiendo informalmente el progreso de la innovación y la invención mecánica.
Japón y China siguen siendo fuertes en este sentido, e incluso después de las turbulencias de la dinastía, todavía se siguen descubriendo maravillosos ejemplos de este período. En Japón, la práctica de los títeres mecánicos “karakuri” tiene una larga tradición desde mediados de la década de 1660 hasta principios del siglo XX.
Fabricantes de herramientas, relojeros, cerrajeros, inventores e incluso magos han creado algunos autómatas realmente sorprendentes, aunque siguen siendo similares a los de hace cientos o miles de años, pero ahora más compactos y complejos.
Detalle del Reloj Astronómico de la Catedral de Estrasburgo, Francia (Fotografía cortesía de Tangopaso/Wikipedia Commons)
Durante este período se produjo la invención del moderno reloj de cuco, que puede haber evolucionado a partir de los primeros ejemplos de relojes de las grandes ciudades, donde personajes animados estaban contenidos en máquinas famosas como los relojes astronómicos de Estrasburgo y Praga. El gallo dorado de la primera versión del elemento catedralicio más famoso de Estrasburgo, ahora ubicado en el museo de artes decorativas de la ciudad, está considerado el autómata más antiguo del mundo.
Impulsadas por el pensamiento filosófico de René Descartes y otros, han aparecido máquinas de tamaño natural y más en miniatura. Creía que los animales no son más que máquinas biomecánicas complejas que se pueden construir.
Pato digestivo dibujado por Jacques de Vaucanson (foto compartida por Scientific American/Wikipedia)
Esta no es una idea completamente nueva, pero conduce a un énfasis en los autómatas animales, algunos de los cuales están más allá del alcance de consideraciones anteriores. Un ejemplo interesante es el pato digestivo, que se parece a un pato en muchos aspectos, pero el más singular es que come alimentos granulados y luego parece defecar.
Para el público moderno, no es sorprendente que los autómatas en realidad no digieran los alimentos, pero el ingeniero francés Jacques de Vaucanson claramente utilizó eso para perseguir el realismo primitivo de la naturaleza.
No deberíamos reírnos demasiado: de Vaucanson fue pionero en muchos campos (incluida la invención del telar automático y la construcción del primer torno totalmente metálico), construyó lo que se cree que es el primer autómata biomecánico, una flauta Reproductor, puede reproducir doce canciones diferentes. También construyó un pandero. La inspiración para estos dos autómatas provino del curso de anatomía de un cirujano francés.
Esta fue también la era de los famosos relojeros Pierre Jaquet-Droz y Henri Maillardet, quienes crearon algunos de los autómatas humanoides más impresionantes que podían hacer dibujos, firmar y escribir mensajes sencillos.
La mitad del siglo XIX (alrededor de 1860) hasta alrededor de 1910 se consideró la “edad de oro de los autómatas” (incluso hubo un libro con el mismo nombre), porque la revolución industrial hizo que surgieran una gran cantidad de piezas mecánicas estandarizadas. y proliferó el número de empresas que producían autómatas. Fácil de fabricar. Se exportaron miles de autómatas y pájaros cantores mecánicos a todo el mundo y siguieron siendo populares entre los coleccionistas hasta vísperas de la Primera Guerra Mundial.
Como era de esperar, el dilema económico global y las actitudes conservadoras provocadas por las tragedias destructivas de las guerras globales han cambiado las prioridades de toda Europa (uno de los centros de producción de autómatas), y la creación de autómatas ya no se aplica a la práctica más amplia. Aunque nunca desapareció por completo en Europa, Asia o los Estados Unidos de América, la invención mecánica dio paso al lado artístico de las cosas, porque los avances en la electricidad y la tecnología de fabricación hicieron que los autómatas fueran relativamente fáciles de producir.
Durante un tiempo, las empresas se centraron en crear arte elegante con autómatas o en fabricar dispositivos baratos parecidos a juguetes. Ahora, en la era de Internet, hemos visto un renacimiento de estos proyectos porque la gente está nuevamente expuesta a los aspectos impresionantes pero interesantes de los autómatas; se pueden encontrar muchos ejemplos interesantes y baratos en Internet.
Aunque puede resultar un poco frustrante para quienes gustan de la artesanía artística y la increíble ingeniería de los autómatas, el precio asequible permite a las personas ingresar fácilmente al mundo de los principios de la ingeniería a través de autómatas interesantes.
Esto me dio una comprensión detallada de cómo se combinaron principios mecánicos simples para crear algunos de los inventos más espectaculares de la historia.
Para cualquiera que hoy preste atención a los autómatas de alta gama, es obvio que se puede combinar una ingeniería extraordinaria con una artesanía artística impresionante para lograr objetivos maravillosos. Pero incluso en los ejemplos de mayor calidad, los principios de conducción de los autómatas son básicamente los mismos que los utilizados durante siglos, porque la mayoría de ellos se basan en principios mecánicos muy simples para generar movimiento.
Quiero decir que el 95% de los autómatas utilizan cinco principios mecánicos básicos para crear movimiento, y sólo en casos raros se utilizan cosas que no encajan en estas categorías. Las categorías son las siguientes: ruedas, poleas, engranajes, levas y bielas. Si fuera riguroso, podría combinar ruedas, poleas y engranajes en un grupo más grande. Pero las acciones que crean son algo diferentes y pueden usarse para acciones únicas, así que ciñámonos a las cinco categorías generales.
La primera es la rueda. En muchos casos, simplemente se mueve sobre un eje para permitir que el objeto gire, o crea un movimiento lineal para toda la máquina basándose en un autómata, la conduce como un automóvil de pasajeros o un tren, o usa ruedas ocultas para crear animales. de movimiento.
La rueda puede ser el accionamiento interno de otro mecanismo o puede ser simplemente el componente final de una cadena mecánica. Un buen ejemplo de cómo el componente final es una rueda es un reloj de cuco, que se caracteriza por un anillo con carácter que emerge del interior del cuerpo del reloj, generalmente unido al costado de una rueda simple.
Las poleas son la evolución de las ruedas porque pueden ser lisas o dentadas y engranarse con cadenas o correas para transmitir la rotación a objetos distantes. Dependiendo de la configuración, la polea puede transmitir el movimiento de rotación en un cierto ángulo a través de una correa flexible (que generalmente se encuentra en varias máquinas industriales más antiguas) y puede proporcionar cierta protección contra impactos para el mecanismo.
El cambio de diámetro entre las dos poleas puede aumentar o disminuir la velocidad, pero lo más importante es que en realidad puede cambiar la cantidad de fuerza aplicada. Esto resuelve el problema de que la entrada es demasiado débil para mover directamente componentes grandes o es demasiado poderosa y necesita reducirse para proteger el mecanismo.
En un perfeccionamiento, los engranajes son básicamente poleas dentadas, están fabricadas con mucha precisión y pueden engranarse directamente con otra polea dentada.
Las primeras marchas eran absolutamente imprecisas. Uno de los engranajes tenía dos ruedas paralelas con varillas espaciadas uniformemente que las conectaban. Estas ruedas engranaban con una sola rueda que sobresalía de la llanta en varillas espaciadas uniformemente. Estos se pueden encontrar en los autómatas más antiguos de la antigua China o Grecia, y son los componentes principales de algunos de los grandes relojes más famosos del mundo.
Pero con el avance de la tecnología y la mayor comprensión de la geometría de los engranajes, surgieron los engranajes muy precisos que reconocerá hoy, que pueden transmitir fuerzas muy grandes con mucha precisión y, al igual que las poleas, pueden usarse para cambiar la velocidad, la fuerza o proporcionar una relación precisa del mecanismo de sincronización (obviamente). La invención de los engranajes de precisión permitió que maquinaria muy compleja que utilizaba palancas básicas alcanzara su máximo potencial.
La leva es otro mecanismo más antiguo porque, en términos más simples, es una rueda con un eje excéntrico. Esto produce un movimiento repetitivo no convencional, que puede usarse para impulsar un movimiento lineal. El principio básico utiliza ruedas de forma especial, generalmente en forma de hoja circular o caracol en espiral, con un seguidor de leva (un simple dedo o diente que descansa en la periferia) para convertir el movimiento en otra rueda o biela, formando así una movimiento hacia atrás y cuarto. Este puede ser un movimiento extremadamente básico o extremadamente complejo, pero el principio es el mismo.
El último bloque de construcción es la biela, que incluye el seguidor de leva, la palanca y el brazo de pivote básico. Estas estructuras son muy simples, pero en realidad son las características principales que crean movimiento en los autómatas. La biela está compuesta por una biela que gira alrededor de un solo eje, conecta dos ejes en ambos extremos o conecta tres o más ejes para crear una trayectoria de movimiento compleja.
Hora de publicación: 08-dic-2021
