ऑटोमेटा के बारे में सब कुछ: मैकेनिकल मैजिक (एक्शन वीडियो के साथ)-रीप्ले

ऑटोमेटा: प्राचीन दुनिया के जादुई रहस्य, मध्य युग के यांत्रिक चमत्कार, मास्टर कारीगरों के आधुनिक चमत्कार। ख़ैर, अनुप्रास पर्याप्त है।
ऑटोमेटा, ऑटोमेटा, रोबोट, स्वचालित मशीन: ये सभी शब्द मशीनों के एक वर्ग का वर्णन करते हैं जिन्हें अपेक्षाकृत स्व-संचालित माना जाता है और पूर्व निर्धारित यांत्रिक निर्देशों की एक श्रृंखला के कारण पूर्व-प्रोग्राम किए गए कार्य या संचालन कर सकते हैं।
व्याकरण के जानकारों के लिए साइड नोट: ऑटोमेटा और ऑटोमेटा दोनों ऑटोमेटा के कानूनी बहुवचन संस्करण हैं; हालाँकि, एक "वेंडिंग मशीन" एक प्रकार का कैफेटेरिया है जो एक क्यूबिकल में भोजन के साथ एक वेंडिंग मशीन की तरह दिखती है, यह एक सिक्का डालने पर खुल जाएगी।
ऑटोमेटा के विभिन्न आकार और आकार हो सकते हैं, और यह लगभग कुछ भी कर सकता है जिसकी लोग कल्पना कर सकते हैं और एक यांत्रिक प्रणाली में डिज़ाइन कर सकते हैं।
मैं जिस ऑटोमेटा पर ध्यान केंद्रित करना चाहता हूं वह कुछ जटिल संस्करण हैं जिनसे आप परिचित हो सकते हैं, जैसे कोयल घड़ियां (समय बताने के लिए दरवाजे से बाहर निकलने वाले पक्षी) या साधारण जानवरों के हाथ से बनाए गए डेस्कटॉप खिलौने (जैसे घोड़े, पक्षी या मछली) ) और दिलचस्प दृश्य।
ऐतिहासिक ऑटोमेटा में मूर्तियों के साथ संगीत बक्से, चहचहाते पक्षी, और पियरे जैक्वेट-ड्रोज़ द्वारा चित्र बनाने, वाक्यांश लिखने, या संगीत वाद्ययंत्र बजाने की अत्यधिक जटिल और अद्भुत मानव आकृतियाँ शामिल हैं।
मैं बाद में और उदाहरण पेश करूंगा, लेकिन पहले आइए ऑटोमेटा के इतिहास को शुरू से समझें।
स्मार्ट इंजीनियर और कारीगर लंबे समय से ऑटोमेटा का निर्माण कर रहे हैं, और कुछ रिकॉर्ड लगभग 1000 ईसा पूर्व में दिखाई दिए, जो कि 3000 साल से भी पहले है।
अफसोस की बात है कि चीन, ग्रीस और रोम जैसी प्राचीन संस्कृतियों के उदाहरण या तो इतिहास द्वारा भुला दिए गए हैं या केवल पाठ, रेखाचित्र और चित्रों के माध्यम से ही जीवित रह सकते हैं। लोग 100 ईसा पूर्व के आसपास के प्राचीन एंटीकिथेरा तंत्र को चर्चा में शामिल कर सकते हैं, लेकिन चूंकि यह एक स्वचालित मशीन नहीं है, बल्कि एक जटिल गिनती और कैलकुलेटर है, इसलिए मैं इसे यहां शामिल नहीं करूंगा।
शुरुआती वस्तुएं आम तौर पर नेताओं की शक्ति दिखाने या मंदिरों जैसे पवित्र स्थानों पर जाने पर आध्यात्मिक अनुभव पैदा करने के लिए धार्मिक मशीनों के रूप में बनाई जाती हैं। हालाँकि, पहली शताब्दी ईस्वी में भी, अलेक्जेंडर के नायक, जो विज्ञान, गणित और इंजीनियरिंग में अपने योगदान के लिए जाने जाते हैं, ने इसे पूरा करने के लिए रस्सियों, गांठों, गियर और अन्य सरल मशीनों का उपयोग करके एक यांत्रिक मंच नाटक बनाया जो कथित तौर पर 10 मिनट तक चला। .
हाइड्रोलिक्स, न्यूमेटिक्स और मैकेनिक्स में अपनी विशेषज्ञता का उपयोग करते हुए, हीरो ने ऐसी मशीनों का आविष्कार किया जो मनोरंजन के अलावा कार्य भी कर सकती हैं, जैसे प्रोग्राम करने योग्य सेल्फ-ड्राइविंग गाड़ियां, वेंडिंग मशीन, पवन अंग और विभिन्न युद्ध मशीनें।
यह आमतौर पर ऑटोमेटा का समानांतर इतिहास है: दिलचस्प और कभी-कभी जादुई तरीकों से यांत्रिक प्रगति को प्रेरित करने और दिखाने के लिए दिलचस्प पक्ष को आविष्कार और इंजीनियरिंग के साथ जोड़ा जाता है।
इतिहास में समय और स्थान के आधार पर, अंधविश्वासी नागरिक ऑटोमेटा को संदेह की दृष्टि से देख सकते हैं, क्योंकि कई लोगों को ऐसे उपकरणों के साथ प्रत्यक्ष अनुभव नहीं होता है। इसका मतलब यह है कि एक चमत्कारी मूर्ति या चमत्कार की कहानी पूरी भीड़ में फैल जाएगी, लेकिन वास्तव में यह एक रहस्यमय अनुभव की नकल करने के लिए बनाया गया एक सरल उपकरण है।
मध्य युग में, अधिकांश "पश्चिमी" दुनिया ने ऐसी मशीनें बनाने का कौशल और जानकारी खो दी। बीजान्टियम और व्यापक अरबी दुनिया ने यूनानियों (और संभवतः चीनी, सुदूर पूर्व के साथ व्यापार के लिए धन्यवाद) की परंपराओं को जारी रखा, इसी तरह की मशीनें बनाईं और वर्तमान इराक में "ए बुक ऑन इनजेनियस डिवाइसेस" जैसे कागजात लिखे। 850 ई.
मुस्लिम इंजीनियरों और अन्वेषकों द्वारा बनाए गए ऑटोमेटा वास्तव में अविश्वसनीय हैं, कई प्रसिद्ध पश्चिमी उदाहरणों की तुलना में सदियों पहले। 780 और 1260 ईस्वी के बीच इस्लामी स्वर्ण युग में इतिहास के किसी भी काल की तुलना में वैज्ञानिक प्रगति का विस्फोट देखा गया: वे अधिकांश पश्चिमी वैज्ञानिक परंपराओं की नींव थे।
समय और भौगोलिक क्षेत्रों के ऑटोमेटा में मानव निर्मित जीव जैसे पवन मूर्तियाँ, साँप, बिच्छू और गायन करने वाले पक्षी, प्रोग्राम करने योग्य बांसुरी वादक, "चार-व्यक्ति" रोबोटिक बैंड वाली नावें, और अधिक व्यावहारिक हाथ-वाशिंग तंत्र के साथ आधुनिक स्वचालित वाशिंग मशीन शामिल हैं। .
तब तक, चीन में ऑटोमेटा की दो हजार साल पुरानी परंपरा हो सकती है, और यह दहाड़ते बाघों, गाते पक्षियों, उड़ने वाले पक्षियों और यहां तक ​​कि टाइमकीपिंग संख्याओं के साथ जटिल जल घड़ियों से बने ऑटोमेटा का उत्पादन कर रहा है।
इनमें स्वचालित यांत्रिक कठपुतली शो, स्वचालित आर्केस्ट्रा और यांत्रिक ड्रेगन आदि का वर्णन है। अफसोस की बात है कि बनाई या दर्ज की गई अधिकांश चीजें बाद में 14वीं शताब्दी के मध्य में विजित मिंग राजवंश द्वारा नष्ट कर दी गईं, जिससे कई चीजें इतिहास द्वारा भुला दी गईं।
हालाँकि यूरोप के कुछ हिस्सों में अभी भी ऑटोमेटा की परंपरा है, 13वीं शताब्दी में, पर्यटकों को आश्चर्यचकित करने के लिए डिज़ाइन की गई कृतियों और उपकरणों में नए सिरे से रुचि पैदा हुई और ये उत्पाद और उपकरण एक बार फिर पूरे यूरोप की अदालतों में दिखाई दिए।
ऐसा माना जाता है कि यह समय काफी हद तक लैटिन और इतालवी में अनुवादित ग्रीक ग्रंथों से प्रभावित था, जिसने प्राचीन गणितज्ञों और अन्वेषकों की रचना में रुचि को प्रेरित किया। प्रसिद्ध ऑटोमेटा पुनर्जागरण पुनर्जागरण और ज्ञानोदय युग के दौरान हुआ।
अतीत में, ऑटोमेटा तकनीक हाइड्रोलिक्स (पानी), न्यूमेटिक्स (हवा और भाप), या गुरुत्वाकर्षण (वजन द्वारा) द्वारा संचालित होती थी, जो उपकरण की जटिलता और आकार को काफी सीमित कर देती थी। बहुत छोटे और जटिल ऑटोमेटा को नई प्रौद्योगिकियों के उद्भव की आवश्यकता होती है।
अधिक उन्नत इंजीनियरिंग, गणितीय और तकनीकी प्रणालियों (जैसे घड़ी बनाना) और धातुकर्म विज्ञान (स्प्रिंग बनाने के लिए प्रयुक्त) को व्यापक रूप से अपनाने के साथ, वास्तव में जटिल (और सुंदर) मशीनें बनाने की क्षमता विकसित हुई है।
सैकड़ों वर्षों से, हम उस समय में प्रवेश कर चुके हैं जिसे मैं ऑटोमेटा का स्वर्ण युग मानता हूं, जब कुछ सबसे प्रसिद्ध उदाहरण अभी भी मौजूद हैं। ऐसे कई अच्छे उदाहरण हैं, और कई लोग सोच सकते हैं कि ऑटोमेटा की अवधारणा काफी हद तक उसी युग से ली गई है।
15वीं सदी की शुरुआत से 20वीं सदी की शुरुआत तक, ऑटोमेटा घड़ियों, घड़ियों और औद्योगिक मशीनरी के समानांतर विकसित हुआ, जो अनौपचारिक रूप से नवाचार और यांत्रिक आविष्कार की प्रगति पर नज़र रखता था।
जापान और चीन इस संबंध में अभी भी मजबूत हैं और राजवंश की उथल-पुथल के बाद भी इस काल के अद्भुत उदाहरण अभी भी खोजे जा रहे हैं। जापान में, यांत्रिक "काराकुरी" कठपुतलियों का चलन 1660 के दशक के मध्य से 20वीं सदी की शुरुआत तक एक लंबी परंपरा रही है।
उपकरण निर्माता, घड़ी बनाने वाले, ताला बनाने वाले, आविष्कारक और यहां तक ​​कि जादूगरों ने भी कुछ सचमुच अद्भुत ऑटोमेटा बनाए हैं, हालांकि वे अभी भी सैकड़ों से हजारों साल पहले के समान हैं, लेकिन अब अधिक कॉम्पैक्ट और जटिल हैं।
स्ट्रासबर्ग कैथेड्रल, फ्रांस की खगोलीय घड़ी का विवरण (फोटो टैंगोपासो/विकिपीडिया कॉमन्स के सौजन्य से)
आधुनिक कोयल घड़ी का आविष्कार इसी अवधि के दौरान हुआ, जो बड़े शहर की घड़ियों के शुरुआती उदाहरणों से विकसित हो सकता है, जहां स्ट्रासबर्ग और प्राग में खगोलीय घड़ियों जैसी प्रसिद्ध मशीनों में एनिमेटेड पात्र शामिल होते हैं। स्ट्रासबर्ग के सबसे प्रसिद्ध कैथेड्रल तत्व के पहले संस्करण में सोने का पानी चढ़ा हुआ मुर्गा, जो अब शहर के सजावटी कला संग्रहालय में स्थित है, को दुनिया का सबसे पुराना ऑटोमेटा माना जाता है।
रेने डेसकार्टेस और अन्य लोगों की दार्शनिक सोच से प्रेरित होकर, आदमकद और अधिक लघु मशीनें सामने आई हैं। उनका मानना ​​था कि जानवर सिर्फ जटिल बायोमैकेनिकल मशीनें हैं जिन्हें बनाया जा सकता है।
जैक्स डी वौकेनसन द्वारा तैयार डाइजेस्टिव बत्तख (साइंटिफिक अमेरिकन/विकिपीडिया द्वारा साझा की गई तस्वीर)
यह पूरी तरह से नया विचार नहीं है, लेकिन यह पशु ऑटोमेटा पर जोर देता है, जिनमें से कुछ पिछले विचारों के दायरे से परे हैं। एक दिलचस्प उदाहरण पाचक बत्तख है, जो कई मायनों में बत्तख जैसा दिखता है, लेकिन सबसे अनोखा यह है कि यह दानेदार भोजन खाता है और फिर मल त्याग करता प्रतीत होता है।
आधुनिक दर्शकों के लिए, यह आश्चर्य की बात नहीं है कि ऑटोमेटा वास्तव में भोजन को पचा नहीं पाता है, लेकिन फ्रांसीसी इंजीनियर जैक्स डी वौकेनसन ने प्रकृति के आदिम यथार्थवाद को आगे बढ़ाने के लिए स्पष्ट रूप से इसका उपयोग किया था।
हमें बहुत ज़ोर से नहीं हंसना चाहिए: डी वौकेनसन कई क्षेत्रों में अग्रणी थे (स्वचालित करघे के आविष्कार और पहले पूर्ण-धातु खराद के निर्माण सहित), उन्होंने वह बनाया जिसे पहला बायोमैकेनिकल ऑटोमेटन, एक बांसुरी माना जाता है प्लेयर, यह बारह अलग-अलग गाने बजा सकता है। उन्होंने एक डफ वादक भी बनाया। इन दोनों ऑटोमेटा की प्रेरणा एक फ्रांसीसी सर्जन के शरीर रचना पाठ्यक्रम से मिली।
यह प्रसिद्ध घड़ी निर्माता पियरे जैक्वेट-ड्रोज़ और हेनरी माइलार्डेट का युग भी था, जिन्होंने कुछ सबसे प्रभावशाली ह्यूमनॉइड ऑटोमेटा बनाए जो चित्र बना सकते थे, हस्ताक्षर कर सकते थे और सरल संदेश लिख सकते थे।
उन्नीसवीं शताब्दी के मध्य (लगभग 1860) से लगभग 1910 तक को "ऑटोमेटा का स्वर्ण युग" माना जाता था (इसी नाम की एक पुस्तक भी थी), क्योंकि औद्योगिक क्रांति के कारण बड़ी संख्या में मानकीकृत यांत्रिक भाग सामने आए, और ऑटोमेटा का उत्पादन करने वाली कंपनियों की संख्या में वृद्धि हुई। निर्माण में आसान. हजारों ऑटोमेटा और मैकेनिकल सोंगबर्ड पूरी दुनिया में निर्यात किए गए थे, और वे प्रथम विश्व युद्ध की पूर्व संध्या तक संग्राहकों के बीच लोकप्रिय थे।
आश्चर्य की बात नहीं है कि, वैश्विक युद्धों की विनाशकारी त्रासदियों के कारण आई वैश्विक आर्थिक दुविधा और रूढ़िवादी रवैये ने पूरे यूरोप (ऑटोमेटा उत्पादन केंद्रों में से एक) की प्राथमिकताओं को बदल दिया है, और ऑटोमेटा का निर्माण अब व्यापक अभ्यास पर लागू नहीं होता है। हालाँकि यह यूरोप, एशिया या संयुक्त राज्य अमेरिका में कभी भी पूरी तरह से गायब नहीं हुआ, यांत्रिक आविष्कार ने चीजों के कलात्मक पक्ष को रास्ता दिया, क्योंकि बिजली और विनिर्माण प्रौद्योगिकी में प्रगति ने ऑटोमेटा का उत्पादन करना अपेक्षाकृत आसान बना दिया।
कुछ समय के लिए, कंपनियां या तो ऑटोमेटा के साथ सुरुचिपूर्ण कला बनाने पर ध्यान केंद्रित कर रही थीं, या सस्ते खिलौने जैसे उपकरण बनाने पर। अब इंटरनेट युग में, हमने इन परियोजनाओं का पुनर्जागरण देखा है क्योंकि लोग ऑटोमेटा के प्रभावशाली लेकिन दिलचस्प पहलुओं से फिर से परिचित हो गए हैं - आप इंटरनेट पर कई दिलचस्प और सस्ते उदाहरण पा सकते हैं।
यद्यपि यह उन लोगों के लिए थोड़ा निराशाजनक हो सकता है जो ऑटोमेटा की कलात्मक शिल्प कौशल और अविश्वसनीय इंजीनियरिंग को पसंद करते हैं, लेकिन सस्ती कीमत लोगों को दिलचस्प ऑटोमेटा के माध्यम से इंजीनियरिंग सिद्धांतों की दुनिया में आसानी से प्रवेश करने की अनुमति देती है।
इससे मुझे इस बात की विस्तृत समझ मिली कि कैसे सरल यांत्रिक सिद्धांतों ने मिलकर इतिहास के कुछ सबसे शानदार आविष्कार बनाए।
जो कोई भी आज हाई-एंड ऑटोमेटा पर ध्यान देता है, उसके लिए यह स्पष्ट है कि अद्भुत लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए असाधारण इंजीनियरिंग को प्रभावशाली कलात्मक शिल्प कौशल के साथ जोड़ा जा सकता है। लेकिन उच्चतम गुणवत्ता वाले उदाहरणों में भी, ऑटोमेटा चलाने के सिद्धांत मूल रूप से वही हैं जो सदियों से उपयोग किए जाते हैं, क्योंकि उनमें से अधिकतर गति उत्पन्न करने के लिए बहुत ही सरल यांत्रिक सिद्धांतों पर आधारित हैं।
मैं कहना चाहता हूं कि 95% ऑटोमेटा गति पैदा करने के लिए पांच बुनियादी यांत्रिक सिद्धांतों का उपयोग करते हैं, और केवल दुर्लभ मामलों में ही ऐसी चीजों का उपयोग किया जाता है जो इन श्रेणियों में फिट नहीं होती हैं। श्रेणियाँ इस प्रकार हैं: पहिए, पुली, गियर, कैम और कनेक्टिंग रॉड। यदि मैं एक दृढ़ निश्चयी होता, तो मैं पहियों, पुली और गियर को एक बड़े समूह में जोड़ सकता था। लेकिन उनके द्वारा बनाई गई क्रियाएं कुछ भिन्न होती हैं और उनका उपयोग अद्वितीय क्रियाओं के लिए किया जा सकता है, तो आइए पांच सामान्य श्रेणियों पर ही टिके रहें।
पहला है पहिया. कई मामलों में, यह वस्तु को घूमने की अनुमति देने के लिए बस एक अक्ष पर चलता है, या एक ऑटोमेटन के आधार पर पूरी मशीन के लिए एक रैखिक गति बनाता है, इसे यात्री कार या ट्रेन की तरह चलाता है, या जानवरों को बनाने के लिए छिपे हुए पहियों का उपयोग करता है। आंदोलन का.
पहिया किसी अन्य तंत्र का आंतरिक ड्राइव हो सकता है, या यह यांत्रिक श्रृंखला में सिर्फ अंतिम घटक हो सकता है। अंतिम घटक के पहिया होने का एक अच्छा उदाहरण एक कोयल घड़ी है, जिसकी विशेषता एक कैरेक्टर रिंग है जो घड़ी के शरीर के अंदर से निकलती है, जो आमतौर पर एक साधारण पहिये के किनारे से जुड़ी होती है।
पुली पहियों का विकास है क्योंकि वे चिकनी या दांतेदार हो सकती हैं और दूर की वस्तुओं तक घूर्णन संचारित करने के लिए चेन या बेल्ट के साथ जालीदार हो सकती हैं। सेटिंग के आधार पर, चरखी एक लचीली बेल्ट (आमतौर पर विभिन्न पुरानी औद्योगिक मशीनों पर पाई जाती है) के माध्यम से एक निश्चित कोण पर घूर्णी गति संचारित कर सकती है और तंत्र के लिए कुछ प्रभाव सुरक्षा प्रदान कर सकती है।
दो पुली के बीच व्यास परिवर्तन गति को बढ़ा या घटा सकता है, लेकिन इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह वास्तव में लागू बल की मात्रा को बदल सकता है। इससे यह समस्या हल हो जाती है कि बड़े घटकों को सीधे स्थानांतरित करने के लिए इनपुट बहुत कमजोर है या बहुत शक्तिशाली है और तंत्र की सुरक्षा के लिए इसे कम करने की आवश्यकता है।
आगे के विकास में, गियर मूल रूप से दांतेदार पुली होते हैं, इन्हें बहुत सटीक रूप से बनाया जाता है और इन्हें सीधे दूसरे दांतेदार पुली के साथ जोड़ा जा सकता है।
शुरुआती गियर बिल्कुल ग़लत थे। एक गियर में दो समानांतर पहिये थे और उन्हें समान दूरी पर जोड़ने वाली छड़ें थीं। ये पहिये एक ही पहिये से जुड़े होते हैं जो समान दूरी पर स्थित छड़ों पर रिम से बाहर निकलते हैं। ये प्राचीन चीन या ग्रीस के सबसे पुराने ऑटोमेटा में पाए जा सकते हैं, और दुनिया की कुछ सबसे प्रसिद्ध बड़ी घड़ियों के मुख्य घटक हैं।
लेकिन प्रौद्योगिकी की प्रगति और गियर ज्यामिति की आगे की समझ के साथ, बहुत सटीक गियर जिन्हें आप आज पहचानेंगे, अस्तित्व में आए, जो बहुत बड़ी ताकतों को बहुत सटीकता से संचारित कर सकते हैं, और, पुली की तरह, गति, बल बदलने या प्रदान करने के लिए उपयोग किया जा सकता है। एक सटीक समय तंत्र अनुपात (स्पष्ट रूप से)। सटीक गियर के आविष्कार ने बुनियादी लीवर का उपयोग करके बहुत जटिल मशीनरी को अपनी पूरी क्षमता तक पहुंचने की अनुमति दी।
कैम एक और सबसे पुराना तंत्र है क्योंकि, सरल शब्दों में, यह एक विलक्षण शाफ्ट वाला एक पहिया है। यह अपरंपरागत दोहरावदार गति उत्पन्न करता है, जिसका उपयोग रैखिक गति को चलाने के लिए किया जा सकता है। मूल सिद्धांत गति को दूसरे पहिये या कनेक्टिंग रॉड में परिवर्तित करने के लिए विशेष आकार के पहियों का उपयोग करता है, आमतौर पर एक गोलाकार पत्ती या सर्पिल घोंघे के आकार में, एक कैम फॉलोअर (परिधि पर आराम करने वाली एक साधारण उंगली या दांत) के साथ, जिससे ए बनता है पिछड़ा और चौथा आंदोलन। यह अत्यंत बुनियादी या अत्यंत जटिल आंदोलन हो सकता है, लेकिन सिद्धांत एक ही है।
अंतिम बिल्डिंग ब्लॉक कनेक्टिंग रॉड है, जिसमें कैम फॉलोअर, लीवर और बेसिक पिवट आर्म शामिल हैं। ये संरचनाएं बहुत सरल हैं, लेकिन वास्तव में ये मुख्य विशेषताएं हैं जो ऑटोमेटा में गति पैदा करती हैं। कनेक्टिंग रॉड एक रॉड से बनी होती है जो एक ही अक्ष के चारों ओर घूमती है, दोनों सिरों पर दो अक्षों को जोड़ती है, या एक जटिल गति पथ बनाने के लिए तीन या अधिक अक्षों को जोड़ती है।