Automata: Az ókori világ varázslatos rejtelmei, a középkor mechanikai csodái, a modern mesteremberek csodái. Nos, elég az alliteráció.
Automata, automata, robot, automata gép: Mindezek a szavak a gépek egy osztályát írják le, amelyek viszonylag önműködőnek tekinthetők, és előre programozott funkciókat vagy műveleteket hajthatnak végre előre meghatározott mechanikai utasítások sorozata miatt.
Mellékes megjegyzés a nyelvtanosoknak: Az automaták és az automaták az automaták legális többes számú változata; az „automaták” azonban egyfajta kávézó, amely úgy néz ki, mint egy automata, ahol étel van a fülkében. Akkor nyílik meg, amikor behelyezik az érmét.
Az automaták különféle formájúak és méretűek lehetnek, és szinte bármire képesek, amit az emberek elképzelnek és mechanikus rendszerré terveznek.
Az automaták, amelyekre összpontosítani szeretnék, néhány olyan összetett változat, amelyeket ismerhet, mint például a kakukkos órák (madarak, amelyek kipattannak az ajtón, hogy megmondják az időt) vagy egyszerű, kézzel forgatható asztali játékok (például lovak, madarak vagy halak). ) és érdekes jelenetek.
A történelmi automaták közé tartoznak a zenedobozok figurákkal, csiripelő madarak, valamint Pierre Jaquet-Droz rendkívül összetett és félelmetes emberi figurái, akik képeket rajzolnak, kifejezéseket írnak vagy hangszeren játszanak.
Később további példákat mutatok be, de először ismerjük meg az automaták történetét a kezdetektől.
Intelligens mérnökök és kézművesek már régóta építenek automatákat, és néhány feljegyzés már Kr.e. 1000 körül megjelent, vagyis több mint 3000 évvel ezelőtt.
Sajnos az ókori kultúrákból, például Kínából, Görögországból és Rómából származó példákat vagy elfelejtette a történelem, vagy csak szövegek, rajzok és festmények révén maradhatnak fenn. Az emberek bevonhatják a vitába a Kr.e. 100 körüli ősi Antikythera mechanizmust, de mivel lehet, hogy ez nem egy automata gép, hanem egy bonyolult számláló és számológép, ezért nem teszem ide.
A legkorábbi tárgyakat általában vallási gépezetként hozzák létre, hogy megmutassák a vezetők hatalmát, vagy spirituális élményeket idézzenek elő szent helyek, például templomok meglátogatásakor. Azonban még a Krisztus utáni első században is Sándor hőse, aki a tudományhoz, a matematikához és a mérnöki munkához való hozzájárulásáról ismert, mechanikus színpadi játékot készített kötelekkel, csomókkal, fogaskerekekkel és más egyszerű gépekkel, hogy befejezze, amely állítólag 10 percig tartott. .
Hidraulikában, pneumatikában és mechanikában szerzett szakértelmét felhasználva Hero olyan gépeket talált ki, amelyek a szórakoztatás mellett feladatokat is elláthatnak, ilyenek például a programozható önvezető kocsik, automaták, szélorgonák és különféle hadigépek.
Ez általában az automaták párhuzamos története: az érdekes oldalt a találmánnyal és a mérnöki munkával kombinálják, hogy érdekes és néha varázslatos módon inspirálják és megmutassák a mechanikai fejlődést.
A babonás civilek a történelem időtől és helyétől függően gyanakodva tekinthetnek az automatákra, mert sok embernek nincs közvetlen tapasztalata az ilyen eszközökkel. Ez azt jelenti, hogy egy csodatévő szobor vagy csoda története elterjed a tömegben, valójában azonban ez egy zseniális eszköz, amely egy titokzatos élményt utánoz.
A középkorban a „nyugati” világ nagy része elvesztette az ilyen gépek készítéséhez szükséges készségeket és know-how-t. Bizánc és a tágabb arab világ folytatta a görögök (és a távol-keleti kereskedelemnek köszönhetően valószínűleg a kínaiak) hagyományait, hasonló gépeket hoztak létre és dolgozatokat írnak, mint például a „Könyv a zseniális eszközökről” a mai Irakban kb. i.sz. 850.
A muszlim mérnökök és feltalálók által létrehozott automaták valóban hihetetlenek, évszázadokkal korábban, mint sok híres nyugati példa. Az iszlám aranykor i.sz. 780 és 1260 között a tudományos haladás robbanásszerű fellendülésének volt tanúja, amely a történelem bármely időszakához hasonlítható: ezek képezték a legtöbb nyugati tudományos hagyomány alapját.
Az időkből és földrajzi régiókból származó automaták között megtalálhatók az ember alkotta lények, például szélszobrok, kígyók, skorpiók és énekes madarak, programozható fuvolajátékosok, „négyszemélyes” robotszalaggal felszerelt csónakok és praktikusabb kézi készletek modern, mosómechanizmussal rendelkező automata mosógéppel. .
Addigra Kínában már kétezer éves hagyománya lehet az automatáknak, és üvöltő tigrisekből, éneklő madarakból, repülő madarakból, sőt időmérő számokkal ellátott összetett vízórákból álló automatákat gyárt.
Vannak leírások az automatikus mechanikus bábelőadásokról, az automata zenekarokról és a mechanikus sárkányokról, hogy csak néhányat említsünk. Sajnálatos módon a létrehozott vagy rögzített dolgok nagy részét később a meghódított Ming-dinasztia a 14. század közepén megsemmisítette, így sok mindent elfelejtett a történelem.
Noha Európa egyes részein még hagyománya van az automatáknak, a 13. században újra megélénkült az érdeklődés a turisták sokkolására tervezett alkotások, eszközök iránt, és Európa-szerte ismét megjelentek a bíróságok előtt ezek a termékek, eszközök.
Ezt az időt nagymértékben befolyásolták a latinra és olaszra fordított görög szövegek, amelyek felkeltették az érdeklődést az ókori matematikusok és feltalálók alkotása iránt. A híres automata-reneszánsz a reneszánsz és a felvilágosodás korában következett be.
A múltban az automata technológiát hidraulika (víz), pneumatika (szél és gőz) vagy gravitáció (súly szerint) hajtotta, ami nagymértékben korlátozta a berendezés összetettségét és méretét. A nagyon kicsi és összetett automaták új technológiák megjelenését igénylik.
A fejlettebb mérnöki, matematikai és technológiai rendszerek (például az óragyártás) és a kohászati tudományok (rugók készítésére használt) széles körű elterjedésével felvirágzott az igazán összetett (és gyönyörű) gépek létrehozásának lehetősége.
Több száz éve beléptünk az automaták szerintem aranykorába, amikor a leghíresebb példák még mindig léteznek. Sok jó példa van, és sokan azt gondolhatják, hogy az automaták fogalma nagyrészt abból a korszakból származik.
A 15. század elejétől a 20. század elejéig az automaták az órákkal, órákkal és ipari gépekkel párhuzamosan fejlődtek, informálisan követve az innováció és a mechanikai találmány fejlődését.
Japán és Kína még mindig erős ebben a tekintetben, és a dinasztia viharos időszaka után is tárnak fel csodálatos példákat erre az időszakra. Japánban a mechanikus „karakuri” bábok gyakorlatának nagy hagyománya van az 1660-as évek közepétől a 20. század elejéig.
Szerszámgyártók, órások, lakatosok, feltalálók, sőt varázslók is alkottak néhány igazán elképesztő automatát, bár még mindig hasonlóak a több száz-ezer évvel ezelőttihez, de ma már kompaktabbak és összetettebbek.
A strasbourgi katedrális csillagászati órájának részlete, Franciaország (a fotó a Tangopaso/Wikipedia Commons jóvoltából)
Ebben az időszakban történt a modern kakukkos óra feltalálása, amely a nagy városi órák korai példáiból fejlődhetett ki, ahol az animált karaktereket olyan híres gépek tartalmazzák, mint a strasbourgi és prágai csillagászati órák. Strasbourg leghíresebb katedrálisának első változatában látható aranyozott kakas, amely ma a város díszítőművészeti múzeumában található, a világ legrégebbi automatájaként tartják számon.
René Descartes és mások filozófiai gondolkodásától hajtva életnagyságú és miniatűrebb gépek jelentek meg. Úgy vélte, hogy az állatok csak bonyolult biomechanikai gépek, amelyeket meg lehet építeni.
Emésztőkacsa, amelyet Jacques de Vaucanson rajzolt (a fotót a Scientific American/Wikipedia osztotta meg)
Ez nem teljesen új ötlet, de az állati automaták hangsúlyozásához vezet, amelyek némelyike túlmutat a korábbi megfontolások keretein. Érdekes példa az emésztőkacsa, amely sok tekintetben hasonlít a kacsára, de a legkülönlegesebb az, hogy szemcsés táplálékot eszik, majd úgy tűnik, hogy székletürítést szenved.
A modern közönség számára nem meglepő, hogy az automaták valójában nem emésztik meg az ételt, de a francia mérnök, Jacques de Vaucanson egyértelműen ezt használta a természet primitív realizmusának követésére.
Nem szabad nagyon nevetnünk: de Vaucanson úttörő volt számos területen (beleértve az automata szövőszék feltalálását és az első teljesen fém eszterga megépítését), megépítette az első biomechanikus automatának, a furulyát. lejátszó, tizenkét különböző dalt tud lejátszani. Egy tamburát is épített. E két automata inspirációját egy francia sebész anatómiai tanfolyama adta.
Ez volt a híres órások, Pierre Jaquet-Droz és Henri Maillardet korszaka is, akik megalkották a leglenyűgözőbb humanoid automatákat, amelyek képeket tudtak rajzolni, aláírni és egyszerű üzeneteket írni.
A tizenkilencedik század közepét (kb. 1860-tól) az 1910-ig terjedő időszakot az „automaták aranykorának” tartották (még egy könyv is volt ugyanilyen néven), mert az ipari forradalom következtében nagyszámú szabványosított mechanikai alkatrész jelent meg. és megszaporodott az automatákat gyártó cégek száma. Könnyen gyártható. Több ezer automatát és mechanikus énekesmadarat exportáltak a világ minden tájára, és az első világháború előestéjéig még mindig népszerűek voltak a gyűjtők körében.
Nem meglepő, hogy a világháborúk pusztító tragédiái által előidézett világgazdasági dilemma és konzervatív attitűd egész Európa (az egyik automatagyártó központ) prioritásait megváltoztatta, és az automaták létrehozása a tágabb gyakorlatra már nem vonatkozik. Bár Európában, Ázsiában vagy az Amerikai Egyesült Államokban soha nem tűnt el teljesen, a mechanikai találmány átadta a helyét a dolgok művészi oldalának, mivel az elektromosság és a gyártástechnológia fejlődése viszonylag egyszerűvé tette az automaták gyártását.
Egy ideig a cégek vagy arra koncentráltak, hogy automatákkal elegáns művészetet alkossanak, vagy olcsó játékszerű eszközöket gyártsanak. Most, az internet korszakában láthattuk ezeknek a projekteknek a reneszánszát, mert az emberek újra ki vannak téve az automaták lenyűgöző, de érdekes aspektusainak – sok érdekes és olcsó példát találhat az interneten.
Bár ez kissé frusztráló lehet azok számára, akik szeretik az automaták művészi kivitelezését és hihetetlen tervezését, a megfizethető ár lehetővé teszi az emberek számára, hogy érdekes automatákon keresztül könnyen belépjenek a mérnöki elvek világába.
Ez részletesen megértettem, hogyan hozták létre az egyszerű mechanikai elvek a történelem leglátványosabb találmányait.
Mindenki számára, aki ma a csúcskategóriás automatákra figyel, nyilvánvaló, hogy a rendkívüli mérnöki tudás lenyűgöző művészi kivitelezéssel kombinálható csodálatos célok elérése érdekében. De még a legjobb minőségű példákban is a vezetési automaták elvei alapvetően megegyeznek az évszázadok óta használtakkal, mivel a legtöbbjük nagyon egyszerű mechanikai elveken alapul a mozgás létrehozására.
Azt akarom mondani, hogy az automaták 95%-a öt alapvető mechanikai elvet használ a mozgás létrehozásához, és csak ritka esetekben használnak olyan dolgokat, amelyek nem illeszkednek ezekbe a kategóriákba. A kategóriák a következők: kerekek, szíjtárcsák, fogaskerekek, bütykök és hajtórudak. Ha ragadós lennék, egy nagyobb csoportba tudnám kombinálni a kerekeket, szíjtárcsákat és fogaskerekeket. De az általuk létrehozott műveletek némileg különböznek egymástól, és egyedi műveletekre használhatók, ezért maradjunk az öt általános kategóriánál.
Az első a kerék. Sok esetben egyszerűen meghajt egy tengelyen, hogy lehetővé tegye az objektum forgását, vagy egy automata alapján lineáris mozgást hoz létre az egész gép számára, úgy hajtja, mint egy személyautót vagy egy vonatot, vagy rejtett kerekeket használ állatok létrehozásához Az illúzió a mozgás.
A kerék lehet egy másik mechanizmus belső hajtása, vagy csak egy mechanikus lánc utolsó eleme. Jó példa arra, hogy a végelem egy kerék, a kakukkos óra, amelynek jellemzője az óratest belsejéből előbukkanó karaktergyűrű, amelyet általában egy egyszerű kerék oldalára rögzítenek.
A szíjtárcsák a kerekek evolúciója, mivel lehetnek simák vagy fogazottak, és láncokkal vagy szíjakkal hálózzák át a forgást a távoli tárgyakra. A beállítástól függően a szíjtárcsa egy rugalmas szíjjal (általában különböző régebbi ipari gépeken található) képes bizonyos szögben forgó mozgást továbbítani, és némi ütésvédelmet nyújthat a mechanizmusnak.
A két tárcsa közötti átmérőváltozás növelheti vagy csökkentheti a fordulatszámot, de ami még fontosabb, valójában megváltoztathatja a kifejtett erő mértékét. Ez megoldja azt a problémát, hogy a bemenet túl gyenge a nagy alkatrészek közvetlen mozgatásához, vagy túl erős, és csökkenteni kell a mechanizmus védelme érdekében.
Egy további fejlesztésben a fogaskerekek alapvetően fogazott tárcsák, nagyon precízen készülnek, és egy másik fogastárcsával közvetlenül is hálózhatók.
A legkorábbi fokozatok teljesen pontatlanok voltak. Az egyik fogaskereken két párhuzamos kerék volt, amelyeket egyenletesen elhelyezett rudak kötöttek össze. Ezek a kerekek egyetlen kerékkel kapcsolódnak össze, amely egyenletesen elhelyezett rudaknál nyúlt ki a felniből. Ezek az ókori Kína vagy Görögország legrégebbi automatáiban találhatók, és a világ leghíresebb nagy óráinak fő alkotóelemei.
De a technológia fejlődésével és a fogaskerekek geometriájának további megértésével létrejöttek azok a nagyon precíz fogaskerekek, amelyeket ma ismerni fogsz, amelyek nagyon nagy erőket képesek nagyon pontosan átvinni, és a szíjtárcsákhoz hasonlóan a sebesség, az erő vagy a sebesség változtatására is használhatók. pontos időzítési mechanizmus arány (nyilvánvalóan). A precíziós fogaskerekek feltalálása lehetővé tette, hogy az alapvető karokat használó nagyon összetett gépek teljes potenciálját kiaknázzák.
A bütyök egy másik legrégebbi mechanizmus, mert a legegyszerűbben egy excentertengelyes kerék. Ez nem szokványos ismétlődő mozgást eredményez, amely lineáris mozgás meghajtására használható. Az alapelv speciális alakú kerekeket használ, általában kör alakú levél vagy spirálcsiga formájú, bütyökkövetővel (egyszerű ujj vagy fog a peremen), hogy a mozgást egy másik kerékre vagy hajtórúdmá alakítsák át, ezáltal A hátra és negyedik mozgás. Ez lehet rendkívül alapvető vagy rendkívül összetett mozgás, de az elv ugyanaz.
Az utolsó építőelem a hajtórúd, amely tartalmazza a bütyökkövetőt, a kart és az alap forgókart. Ezek a szerkezetek nagyon egyszerűek, de valójában ezek a fő jellemzők, amelyek mozgást hoznak létre az automatákban. Az összekötő rúd egy rúdból áll, amely egyetlen tengely körül forog, két tengelyt köt össze mindkét végén, vagy három vagy több tengelyt köt össze összetett mozgási útvonal létrehozása érdekében.
Feladás időpontja: 2021. december 08
