Automata: De magyske mystearjes fan 'e âlde wrâld, de meganyske wûnders fan' e Midsieuwen, de moderne wûnders fan master ambachtslju. No, genôch alliteraasje.
Automata, automata, robot, automatyske masine: Al dizze wurden beskriuwe in klasse fan masines dy't wurde beskôge relatyf selsbestjoerend en kin útfiere pre-programmearre funksjes of operaasjes fanwege in rige fan foarbeskaaide meganyske ynstruksjes.
Sidenota foar grammatika-nerds: Automata en automata binne beide juridyske meartalsferzjes fan automata; lykwols, in "automaat" is in soarte fan kafeteria dat liket op in automaat mei iten yn in cubicle, It sil iepenje as in munt wurdt ynfoege.
Automata kin hawwe ferskate foarmen en maten, en kin dwaan hast alles dat minsken kinne yntinke en ûntwerpe yn in meganysk systeem.
De automaten wêrop ik my rjochtsje wol binne wat komplekse ferzjes wêrmei jo miskien bekend binne, lykas koekoeksklokken (fûgels dy't de doar útkomme om de tiid te fertellen) of ienfâldich dier mei de hân draaide buroblêdboartersguod (lykas hynders, fûgels of fisken) ) en nijsgjirrige sênes.
Histoaryske automaten omfetsje muzykdoazen mei figueren, tjirpende fûgels, en heul komplekse en bjusterbaarlike minsklike figueren troch Pierre Jaquet-Droz dy't foto's tekenje, frases skriuwe, of muzykynstruminten spielje.
Ik sil letter mear foarbylden yntrodusearje, mar lit ús earst de skiednis fan automaten fan it begjin ôf begripe.
Smart yngenieurs en ambachtslju hawwe boud automaten foar in lange tiid, en guon records ferskynden sa betiid as likernôch 1000 f.Kr., dat is mear as 3000 jier lyn.
Spitigernôch binne foarbylden út âlde kultueren lykas Sina, Grikelân en Rome òf fergetten troch de skiednis òf kinne allinnich oerlibje troch tekst, tekeningen en skilderijen. Minsken kinne it âlde Antikythera-meganisme om 100 f.Kr. yn 'e diskusje opnimme, mar om't dit miskien gjin automatyske masine is, mar in yngewikkelde tellen en rekkenmasine, sil ik it hjir net opnimme.
De ierste objekten wurde normaal makke as religieuze masines om de krêft fan lieders sjen te litten of geastlike ûnderfiningen op te roppen by it besykjen fan hillige plakken lykas timpels. Lykwols, sels yn 'e earste ieu nei Kristus, makke de held fan Alexander, bekend om syn bydragen oan wittenskip, wiskunde en technyk, in meganysk toanielstik mei help fan touwen, knopen, gears en oare ienfâldige masines om it te foltôgjen dat nei alle gedachten 10 minuten duorre. .
Mei help fan syn ekspertize yn hydraulika, pneumatyk en meganika, útfûn Hero masines dy't taken kinne útfiere neist fermaak, lykas programmeerbere selsridende karren, automaten, wynorganen en ferskate oarlochsmasines.
Dit is meastal de parallelle skiednis fan automaten: de nijsgjirrige kant wurdt kombinearre mei útfining en technyk om meganyske foarútgong te ynspirearjen en sjen te litten op nijsgjirrige en soms magyske manieren.
Ofhinklik fan 'e tiid en plak yn' e skiednis kinne byleauwe boargers automaten mei fertinking besjen, om't in protte minsken gjin earste hân ûnderfining hawwe mei sokke apparaten. Dit betsjut dat it ferhaal fan in wûnderbaarlik stânbyld of wûnder sil ferspriede oer de mannichte, mar yn feite is it in geniaal apparaat ûntworpen om in mysterieuze ûnderfining te imitearjen.
Yn 'e midsieuwen ferlear it grutste part fan 'e "westerske" wrâld de feardichheden en kunde om sokke masines te meitsjen. Byzantium en de bredere Arabyske wrâld setten de tradysjes fan 'e Griken (en mooglik de Sinezen, troch hannel mei it Fiere Easten) troch), meitsje ferlykbere masines en skriuwe papieren, lykas "A Book on Ingenious Devices" yn it hjoeddeiske Irak om 850 n.Kr.
De automaten makke troch moslim yngenieurs en útfiners binne wirklik ongelooflijk, ieuwen earder dan in protte ferneamde westerske foarbylden. De Islamityske Gouden Ieu tusken 780 en 1260 AD wie tsjûge fan in eksploazje fan wittenskiplike foarútgong te fergelykjen mei elke perioade yn 'e skiednis: se wiene de basis fan de measte westerske wittenskiplike tradysjes.
Automaten út tiid en geografyske regio's omfetsje troch minsken makke skepsels lykas wynstânbylden, slangen, skorpioenen en sjongende fûgels, programmearbere fluitspilers, boaten mei "fjouwer-persoanen" robotyske bands, en mear praktyske hannen - mei moderne Automatyske waskmasine mei waskmeganisme .
Tsjin dy tiid kin Sina in twatûzenjierrige tradysje hawwe fan automaten, en it produsearret automaten dy't gearstald binne út brûzjende tigers, sjongende fûgels, fleanende fûgels en sels komplekse wetterklokken mei tiidnûmers.
D'r binne beskriuwingen fan automatyske meganyske poppenfoarstellingen, automatyske orkesten en meganyske draken, om in pear te neamen. Spitigernôch waarden de measte dingen makke of opnommen letter ferneatige troch de ferovere Ming-dynasty yn 'e midden fan' e 14e ieu, wêrtroch't in protte dingen troch de skiednis fergetten wurde.
Hoewol d'r yn guon dielen fan Jeropa noch in tradysje is fan automaten, wie d'r yn 'e 13e ieu in fernijde belangstelling foar kreaasjes en apparaten ûntwurpen om toeristen te skokken, en dizze produkten en apparaten ferskynden wer yn' e rjochtbanken yn hiel Europa.
Dizze tiid wurdt leaud foar in grut part beynfloede troch de Grykske teksten oerset yn it Latyn en Italjaansk, dy't stimulearre belangstelling foar de skepping fan âlde wiskundigen en útfiners. De ferneamde automata renêssânse barde yn de Renêssânse en Ferljochting tiidrek.
Yn it ferline waard automatentechnology oandreaun troch hydraulyk (wetter), pneumatyk (wyn en stoom), of swiertekrêft (troch gewicht), dy't de kompleksiteit en grutte fan 'e apparatuer sterk beheine. Hiel lytse en komplekse automaten fereaskje it ûntstean fan nije technologyen.
Mei de wiidferspraat oannimmen fan mear avansearre technyk, wiskundige en technologyske systemen (lykas horloazjemakkerij) en metallurgyske wittenskip (brûkt om springen te meitsjen), is de mooglikheid om wirklik komplekse (en prachtige) masines te meitsjen bloeide.
Foar hûnderten jierren binne wy yngien yn wat ik beskôgje as de gouden tiid fan automaten, doe't guon fan 'e meast ferneamde foarbylden noch bestean. D'r binne in protte goede foarbylden, en in protte minsken kinne tinke dat it konsept fan automaten foar in grut part ôflaat is fan dat tiidrek.
Fan 'e iere 15e ieu oant it begjin fan' e 20e ieu ûntwikkele automaten parallel mei klokken, horloazjes en yndustriële masines, ynformeel folgjen fan de fuortgong fan ynnovaasje en meganyske útfining.
Japan en Sina binne noch sterk yn dit ferbân, en sels nei de turbulinsje fan 'e dynasty wurde noch altyd prachtige foarbylden fan dizze perioade ûntdutsen. Yn Japan hat de praktyk fan meganyske "karakuri" marionetten in lange tradysje fan 'e midden fan' e 1660's oant it begjin fan 'e 20e ieu.
Toolfabrikanten, horloazjemakkers, slotenmakers, útfiners en sels tsjoenders hawwe in pear wirklik geweldige automaten makke, hoewol se noch altyd lykje op dy hûnderten oant tûzenen jierren lyn, mar no kompakter en komplekser.
Detail fan de astronomyske klok fan de katedraal fan Strasbourg, Frankryk (Foto mei dank oan Tangopaso/Wikipedia Commons)
De útfining fan 'e moderne koekoeksklok barde yn dizze perioade, dy't mooglik ûntstien is út 'e iere foarbylden fan grutte stedsklokken, dêr't animearre personaazjes opnommen binne yn ferneamde masines lykas de astronomyske klokken yn Straatsburch en Praach. De fergulde hoanne yn 'e earste ferzje fan it bekendste katedraal-elemint fan Straatsburch, dat no yn it museum foar dekorative keunsten fan 'e stêd stiet, wurdt beskôge as de âldste automaten fan 'e wrâld.
Oandreaun troch it filosofyske tinken fan René Descartes en oaren binne libbensgrutte en mear miniatuermasines ferskynd. Hy leaude dat bisten gewoan komplekse biomeganyske masines binne dy't boud wurde kinne.
Digestive duck tekene troch Jacques de Vaucanson (foto dield troch Scientific American/Wikipedia)
Dit is net in folslein nij idee, mar it liedt wol ta in klam op dierautomaten, wêrfan guon bûten it berik fan eardere oerwagings lizze. In nijsgjirrich foarbyld is de digestive duck, dy't op in protte manieren op in ein liket, mar it meast unyk is dat it korrelige iten yt en dan in darmbeweging liket te hawwen.
Foar moderne publyk is it net ferrassend dat de automaten it iten eins net fertart, mar de Frânske yngenieur Jacques de Vaucanson brûkte dat dúdlik om it primitive realisme fan 'e natuer nei te stribjen.
Wy moatte net te hurd laitsje: de Vaucanson wie in pionier op in protte mêden (ynklusyf de útfining fan it automatyske weefgetouw en de bou fan de earste folslein metalen draaibank), hy boude wat nei alle gedachten de earste biomeganyske automaat is, in fluit spiler, It kin spylje tolve ferskillende ferskes. Hy boude ek in tamboerynspiler. De ynspiraasje foar dizze twa automaten kaam út de anatomykursus fan in Frânske sjirurch.
Dit wie ek it tiidrek fan 'e ferneamde horloazjemakkers Pierre Jaquet-Droz en Henri Maillardet, dy't guon fan' e meast yndrukwekkende humanoïde automaten makken dy't foto's kinne tekenje, tekenje en ienfâldige berjochten skriuwe.
De midden fan 'e njoggentjinde iuw (sawat 1860) oant likernôch 1910 waard beskôge as de "gouden tiid fan automaten" (der wie sels in boek mei deselde namme), om't de yndustriële revolúsje in grut oantal standerdisearre meganyske ûnderdielen soarge, en it oantal bedriuwen produsearre automaten proliferearre. Maklik te meitsjen. Tûzenen automaten en meganyske sjongfûgels waarden oer de hiele wrâld eksportearre, en se wiene noch populêr by samlers oant de foarjûn fan de Earste Wrâldoarloch.
Net ferrassend, it wrâldwide ekonomyske dilemma en konservative hâldingen brocht troch de destruktive trageedzjes fan wrâldwide oarloggen hawwe feroare de prioriteiten fan it hiele Jeropa (ien fan 'e automata produksje sintra), en de skepping fan automaten net mear jildt foar bredere praktyk. Hoewol't it nea hielendal ferdwûn yn Jeropa, Aazje of de Feriene Steaten fan Amearika, meganyske útfining joech plak foar de artistike kant fan 'e dingen, omdat foarútgong yn elektrisiteit en manufacturing technology makke automaten relatyf maklik te produsearjen.
Foar in skoft wiene bedriuwen of rjochte op it meitsjen fan elegante keunst mei automaten, of op it meitsjen fan goedkeape boartersguod-like apparaten. No yn 'e ynternettiid hawwe wy in renêssânse fan dizze projekten sjoen, om't minsken opnij bleatsteld wurde oan' e yndrukwekkende, mar nijsgjirrige aspekten fan automaten - jo kinne in protte nijsgjirrige en goedkeape foarbylden fine op it ynternet.
Hoewol it in bytsje frustrerend kin wêze foar dyjingen dy't fan it artistike fakmanskip en de ongelooflijke technyk fan automaten hâlde, lit de betelbere priis minsken maklik yn 'e wrâld fan yngenieurprinsipes gean fia ynteressante automaten.
Dit joech my in detaillearre begryp fan hoe't ienfâldige meganyske prinsipes kombineare om guon fan 'e meast spektakulêre útfinings yn' e skiednis te meitsjen.
Foar elkenien dy't hjoeddedei omtinken jout oan hege-ein automaten, is it fanselssprekkend dat bûtengewoane technyk kin wurde kombineare mei yndrukwekkend artistyk fakmanskip om prachtige doelen te berikken. Mar sels yn 'e heechste kwaliteit foarbylden binne de prinsipes fan it riden fan automaten yn prinsipe deselde as dy't ieuwenlang brûkt wurde, om't de measte fan har binne basearre op heul ienfâldige meganyske prinsipes om beweging te generearjen.
Ik wol sizze dat 95% fan automaten fiif basismeganyske prinsipes brûke om beweging te meitsjen, en allinich yn seldsume gefallen wurde dingen brûkt dy't net passe yn dizze kategoryen. De kategoryen binne as folget: tsjillen, pulleys, gear, nokken en drijfstangen. As ik in stickler wie, koe ik tsjillen, pulleys en gears kombinearje yn in gruttere groep. Mar de aksjes dy't se meitsje binne wat oars en kinne brûkt wurde foar unike aksjes, dus litte wy ús hâlde by de fiif algemiene kategoryen.
De earste is it tsjil. Yn in protte gefallen rydt it gewoan op in as om it objekt te draaien, of makket in lineêre beweging foar de hiele masine basearre op in automaat, rydt it as in persoaneauto of in trein, of brûkt ferburgen tsjillen om bisten te meitsjen De yllúzje fan beweging.
It tsjil kin wêze de ynterne oandriuwing fan in oar meganisme, of it kin wêze krekt de lêste komponint yn in meganyske keatling. In goed foarbyld fan de ein komponint is in tsjil is in koekoeksklok, dat wurdt karakterisearre troch in karakter ring dy't ûntstiet út 'e binnenkant fan' e klok lichem, meastal fêstmakke oan 'e kant fan in ienfâldige tsjil .
Katrollen binne de evolúsje fan tsjillen, om't se glêd of tosken kinne wêze en mesh kinne mei keatlingen of riemen om rotaasje nei fiere objekten oer te bringen. Ofhinklik fan 'e ynstelling kin de pulley rotaasjebeweging yn in bepaalde hoeke troch in fleksibele riem oerjaan (meastentiids fûn op ferskate âldere yndustriële masines) en kin it meganisme wat ynfloedbeskerming leverje.
De diameter feroaring tusken de twa pulleys kin fergrutsje of ferminderjen de snelheid, mar noch wichtiger, it kin eins feroarje it bedrach fan krêft tapast. Dit lost it probleem op dat de ynfier te swak is om grutte komponinten direkt te ferpleatsen of te machtich is en moat wurde fermindere om it meganisme te beskermjen.
Yn in fierdere ûntwikkeling, de gears binne yn prinsipe toothed pulleys, se wurde makke hiel sekuer en kin direkt meshed mei in oare toothed pulley.
De ierste gears wiene absolút unakkuraat. Ien fan 'e gears hie twa parallelle tsjillen mei lykwichtige stangen dy't har ferbine. Dizze tsjillen meshed mei in inkele tsjil dy't stekt út 'e râne op lykwichtich ôfstân roeden. Dizze kinne fûn wurde yn 'e âldste automaten yn it âlde Sina of Grikelân, en binne de wichtichste komponinten fan guon fan' e meast ferneamde grutte klokken yn 'e wrâld.
Mar mei de foarútgong fan technology en it fierdere begryp fan gear mjitkunde, binne de heul krekte gears dy't jo hjoed sille werkenne ûntstien, dy't heul grutte krêften heul sekuer kinne oerdrage, en, lykas pulleys, kinne wurde brûkt om snelheid, krêft of Provide te feroarjen in krekte timing meganisme ratio (fansels). De útfining fan presys gears tastien tige komplekse masines mei help fan basis levers te berikken syn folsleine potinsjeel.
De nokk is in oar âldste meganisme, om't it yn 'e ienfâldichste termen in tsjil is mei in eksintrike skacht. Dit produseart ûnkonvinsjonele repetitive beweging, dy't kin wurde brûkt om lineêre beweging te riden. It basisprinsipe brûkt spesjale-foarmige tsjillen, meastentiids yn 'e foarm fan in sirkelfoarmige blêd of spiraalslak, mei in nokkenfolger (in ienfâldige finger of tosk dy't op 'e perifery rêstend) om de beweging om te setten nei in oar tsjil of ferbiningsroede, en foarmje dêrmei A efterút en fjirde beweging. Dit kin in ekstreem basis as ekstreem komplekse beweging wêze, mar it prinsipe is itselde.
It lêste boublok is de ferbinende roede, dy't de nokkenfolger, de lever en de basis draaiarm omfettet. Dizze struktueren binne heul ienfâldich, mar se binne eins de haadfunksjes dy't beweging meitsje yn automaten. De ferbining roede is gearstald út in roede dy't draait om ien as, ferbynt twa assen oan beide úteinen, of ferbynt trije of mear assen te meitsjen fan in kompleks beweging paad.
Post tiid: Dec-08-2021
