همه چیز درباره Automata: Mechanical Magic (همراه با ویدیوی اکشن) - پخش مجدد

اتوماتا: اسرار جادویی دنیای باستان، شگفتی های مکانیکی قرون وسطی، شگفتی های مدرن استادکاران. خب، دیگر همخوانی کافی است.
اتومات، اتومات، ربات، ماشین خودکار: همه این کلمات دسته ای از ماشین ها را توصیف می کنند که نسبتاً خود کار در نظر گرفته می شوند و می توانند عملکردها یا عملیات های از پیش برنامه ریزی شده را به دلیل یک سری دستورالعمل های مکانیکی از پیش تعیین شده انجام دهند.
نکته جانبی برای گرامرها: Automata و automata هر دو نسخه جمع قانونی automata هستند. با این حال، "دستگاه خودکار" نوعی کافه تریا است که به نظر می رسد یک دستگاه خودکار با غذا در یک اطاقک است، زمانی که یک سکه وارد می شود باز می شود.
اتومات ها می توانند اشکال و اندازه های مختلفی داشته باشند و تقریباً می توانند هر کاری را که مردم تصور کنند و در یک سیستم مکانیکی طراحی کنند، انجام دهند.
ماشین‌هایی که می‌خواهم روی آن تمرکز کنم، نسخه‌های پیچیده‌ای هستند که ممکن است با آن‌ها آشنا باشید، مانند ساعت‌های فاخته (پرنده‌هایی که از در بیرون می‌زنند تا زمان را مشخص کنند) یا اسباب‌بازی‌های رومیزی ساده حیوانات (مانند اسب، پرندگان یا ماهی). ) و صحنه های جالب.
اتومات‌های تاریخی شامل جعبه‌های موسیقی با مجسمه‌ها، غواصی پرندگان، و پیکره‌های انسانی بسیار پیچیده و شگفت‌انگیز توسط پیر ژاکه دروز است که نقاشی می‌کشد، عبارات می‌نویسد، یا سازهای موسیقی را می‌نوازد.
بعداً نمونه‌های بیشتری را معرفی می‌کنم، اما ابتدا اجازه دهید تاریخچه خودکار را از ابتدا درک کنیم.
مهندسان و صنعتگران باهوش مدت‌هاست که اتومات‌ها را می‌ساختند و برخی از سوابق در حدود 1000 سال قبل از میلاد، یعنی بیش از 3000 سال پیش ظاهر شد.
متأسفانه، نمونه هایی از فرهنگ های باستانی مانند چین، یونان و روم یا توسط تاریخ فراموش شده اند یا فقط از طریق متن، طراحی و نقاشی می توانند زنده بمانند. ممکن است مردم مکانیسم Antikythera باستانی را در حدود 100 سال قبل از میلاد در بحث بگنجانند، اما از آنجایی که ممکن است این یک ماشین خودکار نباشد، بلکه یک شمارش و ماشین حساب پیچیده باشد، من آن را در اینجا درج نمی کنم.
اولین اشیاء معمولاً به عنوان ماشین های مذهبی برای نشان دادن قدرت رهبران یا برای برانگیختن تجربیات معنوی هنگام بازدید از مکان های مقدس مانند معابد ساخته می شوند. با این حال، حتی در قرن اول پس از میلاد، قهرمان اسکندر، که به دلیل مشارکت هایش در علوم، ریاضیات و مهندسی شناخته شده بود، برای تکمیل آن یک نمایش مکانیکی صحنه ای با استفاده از طناب، گره، چرخ دنده و سایر ماشین های ساده ایجاد کرد که ظاهراً 10 دقیقه به طول انجامید. .
هیرو با استفاده از تخصص خود در هیدرولیک، پنوماتیک و مکانیک، ماشین‌هایی را اختراع کرد که علاوه بر سرگرمی می‌توانند وظایفی مانند چرخ دستی‌های خودران قابل برنامه‌ریزی، ماشین‌های فروش خودکار، ارگان‌های بادی و ماشین‌های جنگی مختلف را انجام دهند.
این معمولاً تاریخ موازی اتوماتا است: جنبه جالب با اختراع و مهندسی ترکیب می‌شود تا پیشرفت مکانیکی را به روش‌های جالب و گاهی جادویی الهام بخشد و نشان دهد.
بسته به زمان و مکان در تاریخ، غیرنظامیان خرافاتی ممکن است به اتومات ها با شک نگاه کنند، زیرا بسیاری از مردم تجربه دست اولی با چنین دستگاه هایی ندارند. این بدان معنی است که داستان یک مجسمه یا معجزه معجزه آسا در میان جمعیت پخش می شود، اما در واقع این یک وسیله مبتکرانه است که برای تقلید از یک تجربه مرموز طراحی شده است.
در قرون وسطی، بیشتر کشورهای «غربی» مهارت و دانش ساخت چنین ماشین‌هایی را از دست دادند. بیزانس و جهان عرب گسترده تر، سنت های یونانی ها (و احتمالاً چینی ها، به لطف تجارت با خاور دور) را ادامه دادند)، ماشین های مشابهی را ایجاد کردند و مقالاتی نوشتند، مانند "کتابی در مورد دستگاه های مبتکرانه" در عراق امروزی در اطراف. 850 بعد از میلاد
اتومات های ساخته شده توسط مهندسان و مخترعان مسلمان واقعاً باورنکردنی هستند، قرن ها زودتر از بسیاری از نمونه های معروف غربی. عصر طلایی اسلامی بین سال‌های 780 تا 1260 بعد از میلاد شاهد انفجاری از پیشرفت علمی قابل مقایسه با هر دوره‌ای از تاریخ بود: آنها پایه و اساس اکثر سنت‌های علمی غربی بودند.
اتومات های مربوط به زمان و مناطق جغرافیایی شامل موجودات ساخته دست بشر مانند مجسمه های باد، مارها، عقرب ها و پرندگان آوازخوان، نوازندگان فلوت قابل برنامه ریزی، قایق هایی با نوارهای روباتیک "چهار نفره" و دست های کاربردی تر با ماشین لباسشویی اتوماتیک مدرن با مکانیزم شستشو هستند. .
تا آن زمان، چین ممکن است یک سنت دو هزار ساله در اتوماتا داشته باشد و در حال تولید خودکارهایی متشکل از ببرهای خروشان، پرندگان آوازخوان، پرندگان در حال پرواز و حتی ساعت های آبی پیچیده با اعداد زمان سنجی است.
توضیحاتی در مورد نمایش های عروسکی مکانیکی خودکار، ارکسترهای خودکار و اژدهایان مکانیکی وجود دارد. متأسفانه، بیشتر چیزهایی که ایجاد یا ثبت شده اند، بعداً توسط سلسله مینگ فتح شده در اواسط قرن چهاردهم نابود شدند و باعث شدند بسیاری از چیزها توسط تاریخ به فراموشی سپرده شود.
اگرچه هنوز سنت اتومات در برخی از نقاط اروپا وجود دارد، اما در قرن سیزدهم، علاقه دوباره به خلاقیت ها و وسایلی که برای شوکه کردن گردشگران طراحی شده بودند، مشاهده شد و این محصولات و دستگاه ها بار دیگر در دادگاه های سراسر اروپا ظاهر شدند.
اعتقاد بر این است که این زمان تا حد زیادی تحت تأثیر متون یونانی ترجمه شده به لاتین و ایتالیایی است که علاقه به خلق ریاضیدانان و مخترعان باستانی را برانگیخت. رنسانس معروف خودکار در دوران رنسانس و عصر روشنگری رخ داد.
در گذشته، فن آوری اتوماتا توسط هیدرولیک (آب)، پنوماتیک (باد و بخار) یا گرانش (بر حسب وزن) نیرو می گرفت که پیچیدگی و اندازه تجهیزات را بسیار محدود می کرد. اتومات های بسیار کوچک و پیچیده نیاز به ظهور فناوری های جدید دارند.
با پذیرش گسترده‌تر سیستم‌های مهندسی، ریاضی و فن‌آوری پیشرفته‌تر (مانند ساعت‌سازی) و علم متالورژی (که برای ساخت فنر استفاده می‌شود)، توانایی ایجاد ماشین‌های واقعاً پیچیده (و زیبا) شکوفا شده است.
صدها سال است که ما وارد دوران طلایی اتوماتا شده ایم، زمانی که برخی از معروف ترین نمونه ها هنوز وجود دارند. مثال های خوب زیادی وجود دارد، و بسیاری از مردم ممکن است فکر کنند که مفهوم اتومات تا حد زیادی از آن دوران گرفته شده است.
از اوایل قرن پانزدهم تا اوایل قرن بیستم، اتومات ها به موازات ساعت ها، ساعت ها و ماشین آلات صنعتی توسعه یافتند و به طور غیررسمی پیشرفت نوآوری و اختراعات مکانیکی را دنبال کردند.
ژاپن و چین همچنان در این زمینه قوی هستند و حتی پس از تلاطم های این سلسله، همچنان نمونه های شگفت انگیزی از این دوره کشف می شود. در ژاپن، تمرین عروسک های مکانیکی "کاراکوری" از اواسط دهه 1660 تا اوایل قرن بیستم سنت طولانی دارد.
سازندگان ابزار، ساعت سازان، قفل سازان، مخترعان و حتی شعبده بازان، اتومات های واقعا شگفت انگیزی ساخته اند، اگرچه هنوز شبیه به صدها تا هزاران سال پیش هستند، اما اکنون فشرده تر و پیچیده تر هستند.
جزئیات ساعت نجومی کلیسای جامع استراسبورگ، فرانسه (عکس از تانگوپاسو/ویکی‌پدیا کامانز)
اختراع ساعت فاخته مدرن در این دوره اتفاق افتاد، که ممکن است از نمونه‌های اولیه ساعت‌های شهری بزرگ تکامل یافته باشد، جایی که شخصیت‌های متحرک در ماشین‌های معروفی مانند ساعت‌های نجومی در استراسبورگ و پراگ وجود دارند. خروس طلاکاری شده در اولین نسخه از مشهورترین عنصر کلیسای جامع استراسبورگ که اکنون در موزه هنرهای تزئینی شهر قرار دارد، قدیمی ترین اتوماتای ​​جهان به حساب می آید.
با هدایت تفکر فلسفی رنه دکارت و دیگران، ماشین‌هایی در اندازه واقعی و مینیاتوری بیشتری ظاهر شدند. او معتقد بود که حیوانات فقط ماشین های بیومکانیکی پیچیده ای هستند که می توان آنها را ساخت.
اردک هضم کننده که توسط ژاک دووکانسون کشیده شده است (عکس توسط Scientific American/Wikipedia به اشتراک گذاشته شده است)
این یک ایده کاملاً جدید نیست، اما منجر به تأکید بر اتوماتای ​​حیوانات می شود که برخی از آنها خارج از محدوده ملاحظات قبلی است. یک مثال جالب، اردک گوارشی است که از بسیاری جهات شبیه اردک است، اما منحصر به فردترین آن این است که غذای دانه ای می خورد و سپس به نظر می رسد که مدفوع می کند.
برای مخاطبان مدرن، تعجب آور نیست که اتوماتا در واقع غذا را هضم نمی کند، اما مهندس فرانسوی ژاک دووکانسون به وضوح از آن برای دنبال کردن رئالیسم بدوی طبیعت استفاده کرد.
ما نباید زیاد بخندیم: دووکانسون در بسیاری از زمینه ها (از جمله اختراع ماشین بافندگی خودکار و ساخت اولین ماشین تراش تمام فلزی) پیشگام بود، او چیزی را ساخت که تصور می شود اولین خودکار بیومکانیکی باشد، فلوت. پخش کننده، می تواند دوازده آهنگ مختلف را پخش کند. او همچنین یک نوازنده تنبور ساخت. الهام بخش این دو اتوماتا از دوره آناتومی یک جراح فرانسوی بود.
این همچنین دوران ساعت سازان معروف پیر ژاکه دروز و هنری میلاردت بود که برخی از چشمگیرترین اتومات های انسان نما را خلق کردند که می توانستند نقاشی بکشند، امضا کنند و پیام های ساده بنویسند.
اواسط قرن نوزدهم (حدود 1860) تا حدود 1910 به عنوان "عصر طلایی اتوماتا" در نظر گرفته می شد (حتی کتابی به همین نام وجود داشت)، زیرا انقلاب صنعتی باعث شد تعداد زیادی از قطعات مکانیکی استاندارد شده ظاهر شود. و تعداد شرکت های تولید کننده خودکار افزایش یافت. آسان برای ساخت. هزاران پرنده خودکار و مکانیکی آوازخوان به سرتاسر جهان صادر شد و تا آستانه جنگ جهانی اول همچنان در میان کلکسیونرها محبوبیت داشتند.
تعجب آور نیست که معضل اقتصادی جهانی و نگرش های محافظه کارانه ناشی از تراژدی های مخرب جنگ های جهانی، اولویت های کل اروپا (یکی از مراکز تولید اتوماتا) را تغییر داده است و ایجاد اتومات دیگر در عمل گسترده تر کاربرد ندارد. اگرچه هرگز به طور کامل در اروپا، آسیا یا ایالات متحده آمریکا ناپدید نشد، اختراع مکانیکی جای خود را به جنبه هنری چیزها داد، زیرا پیشرفت در الکتریسیته و فناوری ساخت، تولید خودکار را نسبتاً آسان کرده است.
برای مدتی، شرکت‌ها یا بر خلق آثار هنری زیبا با خودکار متمرکز بودند یا روی ساخت وسایل ارزان قیمت اسباب‌بازی. اکنون در عصر اینترنت، شاهد تجدید حیات این پروژه‌ها بوده‌ایم، زیرا مردم دوباره در معرض جنبه‌های چشمگیر اما جالب اتومات‌ها قرار می‌گیرند. شما می‌توانید نمونه‌های جالب و ارزان بسیاری را در اینترنت بیابید.
اگرچه ممکن است برای کسانی که هنر هنری و مهندسی باورنکردنی اتوماتا را دوست دارند کمی خسته کننده باشد، اما قیمت مقرون به صرفه این امکان را به افراد می دهد تا از طریق اتومات های جالب به راحتی وارد دنیای اصول مهندسی شوند.
این به من درک دقیقی از چگونگی ترکیب اصول مکانیکی ساده برای ایجاد برخی از دیدنی‌ترین اختراعات تاریخ داد.
برای هر کسی که امروزه به اتوماتای ​​پیشرفته توجه می کند، بدیهی است که مهندسی فوق العاده را می توان با هنر هنری چشمگیر ترکیب کرد تا به اهداف شگفت انگیزی دست یافت. اما حتی در نمونه‌های باکیفیت، اصول اتوماتای ​​رانندگی اساساً همان مواردی است که برای قرن‌ها استفاده می‌شد، زیرا اکثر آنها بر اساس اصول مکانیکی بسیار ساده برای ایجاد حرکت هستند.
می‌خواهم بگویم که 95 درصد اتومات‌ها از پنج اصل مکانیکی اولیه برای ایجاد حرکت استفاده می‌کنند و فقط در موارد نادری از چیزهایی استفاده می‌شود که با این دسته‌بندی‌ها مطابقت ندارند. دسته بندی ها به شرح زیر است: چرخ، قرقره، چرخ دنده، بادامک و شاتون. اگر من یک چسبنده بودم، می توانستم چرخ ها، قرقره ها و چرخ دنده ها را در یک گروه بزرگتر ترکیب کنم. اما اکشن هایی که ایجاد می کنند تا حدودی متفاوت هستند و می توانند برای اقدامات منحصر به فرد استفاده شوند، بنابراین اجازه دهید به پنج دسته کلی بمانیم.
اولین مورد چرخ است. در بسیاری از موارد، به سادگی بر روی یک محور حرکت می کند تا جسم بتواند بچرخد، یا یک حرکت خطی برای کل دستگاه بر اساس خودکار ایجاد می کند، آن را مانند یک ماشین مسافربری یا قطار می راند، یا از چرخ های مخفی برای ایجاد حیوانات استفاده می کند. از حرکت
چرخ می تواند محرک داخلی مکانیزم دیگری باشد، یا می تواند تنها جزء نهایی یک زنجیره مکانیکی باشد. یک مثال خوب از اینکه جزء انتهایی یک چرخ است، ساعت فاخته است که با یک حلقه کاراکتری مشخص می شود که از داخل بدنه ساعت بیرون می آید و معمولاً به کنار یک چرخ ساده متصل می شود.
قرقره ها تکامل چرخ ها هستند زیرا می توانند صاف یا دندانه دار باشند و با زنجیر یا تسمه مشبک شوند تا چرخش را به اجسام دور منتقل کنند. بسته به تنظیم، قرقره می تواند حرکت چرخشی را در یک زاویه خاص از طریق یک تسمه انعطاف پذیر (معمولاً در ماشین های مختلف صنعتی قدیمی یافت می شود) منتقل کند و می تواند محافظت در برابر ضربه را برای مکانیسم ایجاد کند.
تغییر قطر بین دو قرقره می تواند سرعت را افزایش یا کاهش دهد، اما مهمتر از آن، در واقع می تواند مقدار نیروی اعمال شده را تغییر دهد. این مشکل را حل می کند که ورودی خیلی ضعیف است که نمی تواند مستقیماً اجزای بزرگ را جابجا کند یا خیلی قوی است و برای محافظت از مکانیسم باید کاهش یابد.
در توسعه بیشتر، چرخ دنده ها اساساً قرقره های دندانه دار هستند، آنها با دقت بسیار ساخته شده اند و می توانند مستقیماً با یک قرقره دندانه دار دیگر مشبک شوند.
اولین دنده ها کاملاً نادرست بودند. یکی از چرخ دنده ها دارای دو چرخ موازی با میله هایی با فاصله مساوی بود که آنها را به هم متصل می کرد. این چرخ ها با یک چرخ منفرد که در میله هایی با فاصله یکسان از لبه بیرون زده بود، مشبک شده بودند. این ساعت‌ها را می‌توان در قدیمی‌ترین اتوماتای ​​چین یا یونان باستان یافت و اجزای اصلی برخی از معروف‌ترین ساعت‌های بزرگ در جهان هستند.
اما با پیشرفت تکنولوژی و درک بیشتر هندسه چرخ دنده ها، دنده های بسیار دقیقی که امروز می شناسید به وجود آمدند که می توانند نیروهای بسیار بزرگ را با دقت بسیار زیاد منتقل کنند و مانند قرقره ها می توانند برای تغییر سرعت، نیرو یا تامین استفاده شوند. نسبت مکانیزم زمان بندی دقیق (بدیهی است). اختراع چرخ دنده های دقیق به ماشین آلات بسیار پیچیده با استفاده از اهرم های اولیه اجازه داد تا به پتانسیل کامل خود برسند.
بادامک یکی دیگر از قدیمی ترین مکانیزم هاست زیرا به عبارت ساده تر، چرخی با شفت غیرعادی است. این حرکت تکراری غیر متعارف را ایجاد می کند که می تواند برای حرکت خطی مورد استفاده قرار گیرد. اصل اساسی از چرخ‌هایی با شکل خاص، معمولاً به شکل یک برگ دایره‌ای یا حلزون مارپیچ، با یک بادامک (انگشت یا دندان ساده که روی حاشیه قرار دارد) استفاده می‌کند تا حرکت را به چرخ یا شاتون دیگری تبدیل کند و در نتیجه A را تشکیل دهد. حرکت رو به عقب و چهارم این می تواند یک حرکت بسیار اساسی یا بسیار پیچیده باشد، اما اصل یکسان است.
آخرین بلوک ساختمان میله اتصال است که شامل دنباله بادامک، اهرم و بازوی محوری اصلی است. این ساختارها بسیار ساده هستند، اما در واقع ویژگی های اصلی ایجاد حرکت در اتوماتا هستند. شاتون از یک میله تشکیل شده است که حول یک محور می چرخد، دو محور را در دو انتها به هم متصل می کند، یا سه یا چند محور را برای ایجاد یک مسیر حرکت پیچیده به هم وصل می کند.