Automata: Dìomhaireachd draoidheil an t-seann t-saoghail, iongantasan meacanaigeach nam Meadhan Aoisean, iongantasan an latha an-diugh aig prìomh luchd-ciùird. Uill, aithris gu leòr.
Automata, automata, robot, inneal fèin-ghluasadach: Tha na faclan seo uile a’ toirt cunntas air clas de dh’ innealan a thathas a’ meas gu ìre mhath fèin-obrachail agus as urrainn gnìomhan no obrachaidhean ro-phrògramaichte a choileanadh mar thoradh air sreath de stiùiridhean meacanaigeach ro-shuidhichte.
Nota taobh airson nerds gràmair: Tha Automata agus automata le chèile nan dreachan laghail iolra de automata; ge-tà, tha “inneal reic” na sheòrsa de chafaidh a tha coltach ri inneal reic le biadh ann an cubicle, Fosglaidh e nuair a thèid bonn a chuir a-steach.
Faodaidh diofar chumaidhean agus mheudan a bhith aig Automata, agus faodaidh iad cha mhòr rud sam bith a dhèanamh as urrainn dha daoine smaoineachadh agus dealbhadh a-steach do shiostam meacanaigeach.
Is e an automata air a bheil mi airson fòcas a chuir air cuid de dhreachan iom-fhillte air am bi thu eòlach, leithid gleocaichean cuthaige (eòin a’ tighinn a-mach air an doras gus an ùine innse) no dèideagan deasg beathach sìmplidh le cromag le làimh (leithid eich, eòin no iasg. ) agus seallaidhean inntinneach.
Tha automata eachdraidheil a’ toirt a-steach bogsaichean ciùil le figearan, eòin a’ crathadh, agus figearan daonna a tha gu math toinnte agus uamhasach le Pierre Jaquet-Droz a’ tarraing dhealbhan, a’ sgrìobhadh abairtean, no a’ cluich ionnsramaidean ciùil a chruthachadh.
Bheir mi a-steach barrachd eisimpleirean nas fhaide air adhart, ach an-toiseach tuigidh sinn eachdraidh automata bhon toiseach.
Tha innleadairean glic agus luchd-ciùird air a bhith a 'togail automata airson ùine mhòr, agus nochd cuid de chlàran cho tràth ri mu 1000 RC, a tha còrr is 3000 bliadhna air ais.
Gu mì-fhortanach, tha eisimpleirean bho sheann chultaran leithid Sìona, a' Ghrèig, agus an Ròimh air an dìochuimhneachadh le eachdraidh no chan urrainn dhaibh a bhith beò ach tro theacsa, dealbhan agus dealbhan. Faodaidh daoine an seann inneal Antikythera a thoirt a-steach timcheall air 100 RC anns an deasbad, ach leis gur dòcha nach e inneal fèin-ghluasadach a tha seo, ach cunntadh iom-fhillte agus àireamhair, cha chuir mi a-steach e an seo.
Mar as trice bidh na nithean as tràithe air an cruthachadh mar innealan cràbhach gus cumhachd stiùirichean a nochdadh no gus eòlasan spioradail a dhùsgadh nuair a bhios iad a’ tadhal air àiteachan naomha leithid teampaill. Ach, eadhon anns a’ chiad linn AD, chruthaich gaisgeach Alexander, a bha ainmeil airson na chuir e ri saidheans, matamataig, agus innleadaireachd, dealbh-chluich àrd-ùrlar meacanaigeach a’ cleachdadh ròpannan, snaidhmean, gèaraichean agus innealan sìmplidh eile gus a chrìochnachadh a mhair 10 mionaidean. .
A’ cleachdadh an eòlais aige ann an criathragan, pneumatics, agus meacanaig, chruthaich Gaisgeach innealan as urrainn gnìomhan a dhèanamh a bharrachd air dibhearsain, leithid cairtean fèin-dràibhidh prògramaichte, innealan reic, buill-bodhaig gaoithe, agus diofar innealan cogaidh.
Mar as trice is e seo eachdraidh co-shìnte automata: tha an taobh inntinneach air a chur còmhla ri innleachd agus innleadaireachd gus adhartas meacanaigeach a bhrosnachadh agus a nochdadh ann an dòighean inntinneach agus uaireannan draoidheil.
A rèir na h-ùine agus an àite ann an eachdraidh, faodaidh luchd-sìobhalta saobh-chràbhach automata fhaicinn le amharas, leis nach eil eòlas pearsanta aig mòran dhaoine air innealan mar sin. Tha seo a’ ciallachadh gum bi an sgeulachd mu ìomhaigh mhìorbhaileach no mìorbhail a’ sgaoileadh air feadh an t-sluaigh, ach gu dearbh is e inneal innleachdach a th’ ann a chaidh a dhealbhadh gus aithris a dhèanamh air eòlas dìomhair.
Anns na Meadhan-Aoisean, chaill a 'mhòr-chuid den t-saoghal "an Iar" na sgilean agus an eòlas air innealan mar sin a dhèanamh. Lean Byzantium agus an saoghal Arabach san fharsaingeachd ri traidiseanan nan Greugach (agus is dòcha na Sìonaich, le taing do mhalairt leis an Ear Chèin) ), cruthaich innealan coltach ris agus sgrìobh pàipearan, leithid “Leabhar air Innealan Ingenious” ann an Iorac an-diugh timcheall air. 850 AD.
Tha an automata a chruthaich innleadairean agus innleadairean Muslamach dha-rìribh iongantach, linntean nas tràithe na mòran eisimpleirean ainmeil san Iar. Chunnaic an Linn Òir Ioslamach eadar 780 agus 1260 AD spreadhadh de adhartas saidheansail a bha coltach ri àm sam bith ann an eachdraidh: b’ iad bunait a’ mhòr-chuid de dhualchasan saidheansail an Iar.
Tha automata bho àm gu àm agus sgìrean cruinn-eòlasach a’ toirt a-steach creutairean dèanta le daoine leithid ìomhaighean gaoithe, nathraichean, scorpions agus eòin seinn, cluicheadairean flute prògramaichte, bàtaichean le còmhlain robotach “ceithir-neach”, agus làmhan nas practaigeach le inneal nighe fèin-ghluasadach ùr-nodha le inneal nigheadaireachd. .
Ron àm sin, is dòcha gu bheil traidisean dà mhìle bliadhna de automata aig Sìona, agus bidh iad a’ toirt a-mach automata air a dhèanamh suas de thìgearan ràimh, eòin seinn, eòin itealaich, agus eadhon gleocaichean uisge iom-fhillte le àireamhan cumail ùine.
Tha tuairisgeulan ann air taisbeanaidhean phupaidean meacanaigeach fèin-ghluasadach, orcastra fèin-ghluasadach, agus dragain meacanaigeach, gus beagan ainmeachadh. Gu mì-fhortanach, chaidh a 'mhòr-chuid de na rudan a chaidh a chruthachadh no a chlàradh a sgrios nas fhaide air adhart le Sliochd Ming a chaidh a cheannsachadh ann am meadhan a' 14mh linn, a 'toirt air mòran rudan a bhith air an dìochuimhneachadh le eachdraidh.
Ged a tha traidisean de automata fhathast ann an cuid de phàirtean den Roinn Eòrpa, anns an 13mh linn, bha ùidh às ùr ann an cruthachaidhean agus innealan a chaidh a dhealbhadh gus luchd-turais a chuir uamhasach, agus nochd na toraidhean agus na h-innealan sin a-rithist ann an cùirtean air feadh na Roinn Eòrpa.
Thathar a 'creidsinn gu bheil an ùine seo gu ìre mhòr fo bhuaidh na teacsaichean Grèigeach a chaidh eadar-theangachadh gu Laideann agus Eadailtis, a bhrosnaich ùidh ann an cruthachadh seann luchd-matamataig agus innleadairean. Thachair an ath-bheothachadh automata ainmeil aig àm an Ath-bheothachaidh agus an t-Soillseachaidh.
San àm a dh’ fhalbh, bha teicneòlas automata air a stiùireadh le criathragan (uisge), pneumatics (gaoth is smùid), no grabhataidh (a rèir cuideam), a bha gu mòr a’ cuingealachadh iom-fhillteachd agus meud an uidheim. Feumaidh automata glè bheag agus iom-fhillte nochdadh theicneòlasan ùra.
Le gabhail gu farsaing ri siostaman innleadaireachd, matamataigeach agus teicneòlasach nas adhartaiche (leithid dèanamh uaireadairean) agus saidheans meatailteach (air a chleachdadh airson fuarain a dhèanamh), tha an comas air innealan fìor iom-fhillte (agus brèagha) a chruthachadh air soirbheachadh.
Airson ceudan de bhliadhnaichean, tha sinn air a dhol a-steach do na tha mi a’ meas mar aois òrail automata, nuair a tha cuid de na h-eisimpleirean as ainmeil ann fhathast. Tha mòran eisimpleirean math ann, agus dh'fhaodadh mòran dhaoine smaoineachadh gu bheil bun-bheachd automata gu ìre mhòr a 'tighinn bhon àm sin.
Bho thràth anns a '15mh linn gu tràth san 20mh linn, chaidh automata a leasachadh ann an co-shìnte ri clocaichean, uaireadairean, agus innealan gnìomhachais, a' cumail sùil neo-fhoirmeil air adhartas ùr-ghnàthachadh agus innleachd meacanaigeach.
Tha Iapan agus Sìona fhathast làidir a thaobh seo, agus eadhon às deidh buaireadh an t-sliochd, tha eisimpleirean iongantach den ùine seo fhathast gan lorg. Ann an Iapan, tha traidisean fada aig cleachdadh pupaidean meacanaigeach “karakuri” bho mheadhan na 1660n gu toiseach an 20mh linn.
Tha luchd-saothrachaidh innealan, luchd-faire, glasan-glas, innleachdairean, agus eadhon draoidhean air automata fìor iongantach a chruthachadh, ged a tha iad fhathast coltach ris na ceudan gu mìltean de bhliadhnaichean air ais, ach a-nis nas toinnte agus nas iom-fhillte.
Mion-fhiosrachadh air Cloc Reul-eòlais Cathair-eaglais Strasbourg, san Fhraing (Dealbh le cead bho Tangopaso/Wikipedia Commons)
Thachair innleachd gleoc na cuthaige an latha an-diugh aig an àm seo, a dh’ fhaodadh a thighinn air adhart bho na h-eisimpleirean tràth de chlocaichean mòr-bhailtean, far a bheil caractaran beòthail ann an innealan ainmeil leithid na clocaichean speurail ann an Strasbourg agus Prague. Thathas den bheachd gur e an ròc buidhe anns a’ chiad dreach den eileamaid cathair-eaglais as ainmeil ann an Strasbourg, a tha a-nis suidhichte ann an taigh-tasgaidh ealain sgeadachaidh a’ bhaile, an automata as sine san t-saoghal.
Air a stiùireadh le smaoineachadh feallsanachail René Descartes agus feadhainn eile, tha innealan meud-beatha agus barrachd innealan beaga air nochdadh. Bha e den bheachd gur e dìreach innealan biomechanical iom-fhillte a th’ ann am beathaichean a ghabhas togail.
An tunnag cladhach air a tharraing le Jacques de Vaucanson (dealbh air a cho-roinn le Scientific American / Wikipedia)
Chan e beachd gu tur ùr a tha seo, ach tha e a’ leantainn gu cuideam air automata bheathaichean, cuid dhiubh a tha taobh a-muigh raon beachdachadh roimhe. Is e eisimpleir inntinneach an tunnag cnàmhaidh, a tha coltach ri tunnag ann an iomadh dòigh, ach is e an rud as sònraichte gu bheil e ag ithe biadh gràineach agus an uairsin a rèir coltais gu bheil gluasad caolan aige.
Do luchd-èisteachd an latha an-diugh, chan eil e na iongnadh nach eil an automata a’ cnàmh biadh, ach tha e soilleir gun do chleachd an innleadair Frangach Jacques de Vaucanson sin airson a bhith a’ leantainn reul-eòlas prìomhadail nàdair.
Cha bu chòir dhuinn gàire a dhèanamh ro dhoirbh: bha de Vaucanson na thùsaire ann an iomadh raon (a’ gabhail a-steach innleachd a’ bheairt fèin-ghluasadach agus togail a’ chiad deil làn-mheatailt), thog e a’ chiad automaton biomechanical, flute. cluicheadair, Faodaidh e dusan òran eadar-dhealaichte a chluich. Thog e cuideachd cluicheadair tambourine. Thàinig am brosnachadh airson an dà automata seo bho chùrsa anatomy lannsair Frangach.
B’ e seo cuideachd àm an luchd-faire ainmeil Pierre Jaquet-Droz agus Henri Maillardet, a chruthaich cuid de na automata humanoid as drùidhtiche a dh’ fhaodadh dealbhan a tharraing, a shoidhnigeadh agus a sgrìobhadh teachdaireachdan sìmplidh.
Bha meadhan an naoidheamh linn deug (mu 1860) gu timcheall air 1910 air a mheas mar “aois òir automata” (bha eadhon leabhar den aon ainm), leis gun do dh’ adhbhraich an tionndadh gnìomhachais àireamh mhòr de phàirtean meacanaigeach àbhaisteach. agus mheudaich an àireamh de chompanaidhean a bha a’ dèanamh automata. Furasta a dhèanamh. Chaidh na mìltean de dh’ eòin-chiùil automata agus meacanaigeach às-mhalairt air feadh an t-saoghail, agus bha luchd-cruinneachaidh fhathast a’ còrdadh riutha gus an oidhche ron Chiad Chogadh.
Chan eil e na iongnadh gu bheil an dileab eaconamach cruinne agus na beachdan glèidhidh a thàinig gu buil mar thoradh air bròn-chluichean millteach chogaidhean cruinne air prìomhachasan na Roinn Eòrpa gu lèir atharrachadh (aon de na h-ionadan cinneasachaidh automata), agus chan eil cruthachadh automata a’ buntainn ri cleachdadh nas fharsainge tuilleadh. Ged nach deach e a-mach gu tur san Roinn Eòrpa, Àisia no Stàitean Aonaichte Ameireagaidh, thug innleachd meacanaigeach slighe gu taobh ealanta nan rudan, leis gu robh adhartasan ann an dealan agus teicneòlas saothrachaidh a’ dèanamh automata gu ìre mhath furasta a thoirt gu buil.
Airson ùine, bha companaidhean an dàrna cuid ag amas air ealain eireachdail a chruthachadh le automata, no air innealan saor coltach ri dèideagan a dhèanamh. A-nis ann an aois an eadar-lìn, tha sinn air ath-bheothachadh fhaicinn de na pròiseactan sin leis gu bheil daoine fosgailte a-rithist do na taobhan drùidhteach ach inntinneach de automata - gheibh thu mòran eisimpleirean inntinneach is saor air an eadar-lìn.
Ged a dh ’fhaodadh gum bi e beagan sàrachail dhaibhsan a tha dèidheil air obair-ciùird ealanta agus innleadaireachd iongantach automata, tha a’ phrìs ruigsinneach a ’leigeil le daoine a dhol a-steach do shaoghal phrionnsapalan innleadaireachd gu furasta tro automata inntinneach.
Thug seo dhomh tuigse mhionaideach air mar a thàinig prionnsapalan meacanaigeach sìmplidh còmhla gus cuid de na h-innleachdan as iongantaiche ann an eachdraidh a chruthachadh.
Do dhuine sam bith a bheir aire do automata àrd-ìre an-diugh, tha e follaiseach gum faodar innleadaireachd iongantach a chur còmhla ri obair-ciùird ealanta drùidhteach gus amasan iongantach a choileanadh. Ach eadhon anns na h-eisimpleirean as àirde càileachd, tha prionnsapalan dràibheadh automata gu ìre mhòr co-ionann ris an fheadhainn a chaidh a chleachdadh airson linntean, leis gu bheil a’ mhòr-chuid dhiubh stèidhichte air prionnsapalan meacanaigeach fìor shìmplidh gus gluasad a ghineadh.
Tha mi airson a ràdh gu bheil 95% de automata a’ cleachdadh còig prionnsapalan meacanaigeach bunaiteach gus gluasad a chruthachadh, agus is ann dìreach ann an cùisean ainneamh a thathas a’ cleachdadh rudan nach eil a’ freagairt air na roinnean sin. Tha na roinnean mar a leanas: cuibhlichean, ulagan, gèaraichean, caman agus slatan ceangail. Nam b’ e stiogair a bh’ annam, b’ urrainn dhomh cuibhlichean, ulagan agus gèaraichean a chur còmhla ann am buidheann nas motha. Ach tha na gnìomhan a chruthaicheas iad rudeigin eadar-dhealaichte agus faodar an cleachdadh airson gnìomhan gun samhail, mar sin cùm sinn ris na còig roinnean coitcheann.
Is e a 'chiad fhear a' chuibhle. Ann an iomadh cùis, bidh e dìreach a’ draibheadh air axis gus leigeil leis an nì tionndadh, no a’ cruthachadh gluasad sreathach airson an inneal gu lèir stèidhichte air automaton, ga dhràibheadh mar chàr luchd-siubhail no trèana, no a’ cleachdadh cuibhlichean falaichte gus beathaichean a chruthachadh. de ghluasad.
Faodaidh a’ chuibhle a bhith na dhràibhear a-staigh de dh’ inneal eile, no faodaidh e a bhith dìreach mar am pàirt mu dheireadh ann an slabhraidh meacanaigeach. Is e deagh eisimpleir den phàirt mu dheireadh a bhith na chuibhle gleoc na cuthaige, a tha air a chomharrachadh le fàinne caractar a nochdas bho thaobh a-staigh corp a’ ghleoc, mar as trice ceangailte ri taobh cuibhle shìmplidh.
Is e mean-fhàs de chuibhlichean a th’ ann an ulagan oir faodaidh iad a bhith rèidh no le fiaclan agus mogal le slabhraidhean no criosan gus cuairteachadh a chuir gu nithean fad às. A rèir an t-suidheachaidh, faodaidh an ulóg gluasad rothlach a chuir air adhart aig ceàrn sònraichte tro chrios sùbailte (mar as trice ri lorg air grunn innealan gnìomhachais nas sine) agus faodaidh e beagan dìon buaidh a thoirt don uidheamachd.
Faodaidh an t-atharrachadh trast-thomhas eadar an dà ulagan an astar àrdachadh no a lughdachadh, ach nas cudromaiche, faodaidh e an ìre de fhorsa a chuirear an sàs atharrachadh. Bidh seo a ’fuasgladh na duilgheadas gu bheil an cuir a-steach ro lag airson pàirtean mòra a ghluasad gu dìreach no gu bheil e ro chumhachdach agus feumar a lughdachadh gus an uidheamachd a dhìon.
Ann an leasachadh eile, is e ulagan le fiaclan a th’ anns na gèaraichean gu bunaiteach, tha iad air an dèanamh gu math ceart agus faodar an ceangal gu dìreach le ulagan fiacail eile.
Bha na gèaraichean as tràithe gu tur mearachdach. Bha dà chuibhle co-shìnte aig aon de na gèaraichean le slatan eadar-dhealaichte gan ceangal. Bha na cuibhlichean sin air am bualadh le aon chuibhle a bha a 'dol a-mach bhon oir aig slatan le beàrnan cothromach. Gheibhear iad sin anns na h-automata as sine ann an seann Shìona no sa Ghrèig, agus tha iad nam prìomh phàirtean de chuid de na clocaichean mòra as ainmeil san t-saoghal.
Ach le adhartas teicneòlais agus barrachd tuigse air geoimeatraidh gèar, thàinig na gèaraichean fìor mhionaideach a dh’ aithnicheas tu an-diugh gu bith, a dh’ fhaodas feachdan fìor mhòr a thar-chuir gu fìor cheart, agus, mar ulagan, faodar an cleachdadh gus astar, feachd no solar atharrachadh. co-mheas inneal ùine mionaideach (gu follaiseach). Leig innleachd gèaraichean mionaideachd le innealan gu math toinnte a’ cleachdadh luamhan bunaiteach gus a làn chomas a ruighinn.
Is e inneal eile as sine a th’ anns a’ cham oir, anns an dòigh as sìmplidh, is e cuibhle a th’ ann le cas annasach. Bidh seo a’ toirt a-mach gluasad ath-aithris neo-ghnàthach, a dh’ fhaodar a chleachdadh gus gluasad sreathach a stiùireadh. Tha am prionnsapal bunaiteach a’ cleachdadh cuibhlichean le cumadh sònraichte, mar as trice ann an cumadh duille cruinn no seilcheag shnìomhanach, le neach-leantainn cam (meòir shìmplidh no fiacail a’ laighe air an iomall) gus an gluasad a thionndadh gu cuibhle eile no slat ceangail, mar sin a’ cruthachadh A air ais agus air a' cheathramh gluasad. Faodaidh seo a bhith na ghluasad air leth bunaiteach no gu math toinnte, ach tha am prionnsapal mar an ceudna.
Is e am bloc togail mu dheireadh an t-slat ceangail, a tha a’ toirt a-steach an neach-leantainn cam, an luamhan, agus a’ ghàirdean pivot bunaiteach. Tha na structaran sin gu math sìmplidh, ach is iad sin na prìomh fheartan a chruthaicheas gluasad ann an automata. Tha an t-slat ceangail air a dhèanamh suas de shlat a bhios a’ cuairteachadh timcheall aon axis, a’ ceangal dà thuagh aig gach ceann, no a’ ceangal trì tuaghan no barrachd gus slighe gluasad iom-fhillte a chruthachadh.
Ùine puist: Dùbhlachd-08-2021
