Automata: Misteri magis dunia kuno, keajaiban mekanis Abad Pertengahan, keajaiban modern para pengrajin ulung. Yah, cukup aliterasinya.
Automata, automata, robot, mesin otomatis: Semua kata ini menggambarkan kelas mesin yang dianggap relatif dapat beroperasi sendiri dan dapat melakukan fungsi atau operasi yang telah diprogram sebelumnya karena serangkaian instruksi mekanis yang telah ditentukan sebelumnya.
Catatan tambahan untuk para kutu buku tata bahasa: Automata dan automata keduanya merupakan versi jamak yang sah dari automata; Namun, “mesin penjual otomatis” adalah sejenis kafetaria yang terlihat seperti mesin penjual otomatis yang berisi makanan di dalam bilik, yang akan terbuka ketika koin dimasukkan.
Automata dapat memiliki berbagai bentuk dan ukuran, dan dapat melakukan hampir semua hal yang dapat dibayangkan dan dirancang oleh manusia ke dalam sistem mekanis.
Automata yang ingin saya fokuskan adalah beberapa versi rumit yang mungkin Anda kenal, seperti jam kukuk (burung bermunculan dari pintu untuk menunjukkan waktu) atau mainan desktop sederhana yang dapat diputar dengan tangan (seperti kuda, burung, atau ikan). ) dan Adegan menarik.
Automata sejarah mencakup kotak musik dengan patung-patung, kicauan burung, dan sosok manusia yang sangat kompleks dan mengagumkan oleh Pierre Jaquet-Droz yang menggambar, menulis frasa, atau memainkan kreasi alat musik.
Saya akan memperkenalkan lebih banyak contoh nanti, tapi pertama-tama mari kita pahami sejarah automata dari awal.
Insinyur dan pengrajin yang cerdas telah membangun automata sejak lama, dan beberapa catatan muncul sekitar 1000 SM, yaitu lebih dari 3000 tahun yang lalu.
Sayangnya, contoh-contoh dari kebudayaan kuno seperti Tiongkok, Yunani, dan Roma telah dilupakan oleh sejarah atau hanya dapat bertahan melalui teks, gambar, dan lukisan. Orang mungkin memasukkan mekanisme Antikythera kuno sekitar 100 SM dalam pembahasannya, tetapi karena ini mungkin bukan mesin otomatis, melainkan penghitungan dan kalkulator yang rumit, saya tidak akan memasukkannya di sini.
Benda-benda paling awal biasanya diciptakan sebagai mesin keagamaan untuk menunjukkan kekuatan pemimpin atau untuk membangkitkan pengalaman spiritual ketika mengunjungi tempat-tempat suci seperti kuil. Namun, bahkan pada abad pertama Masehi, pahlawan Alexander, yang dikenal karena kontribusinya terhadap sains, matematika, dan teknik, menciptakan drama panggung mekanis menggunakan tali, simpul, roda gigi, dan mesin sederhana lainnya untuk menyelesaikannya yang konon berlangsung selama 10 menit. .
Menggunakan keahliannya di bidang hidrolika, pneumatik, dan mekanik, Hero menemukan mesin yang dapat melakukan tugas selain hiburan, seperti kereta self-driving yang dapat diprogram, mesin penjual otomatis, organ angin, dan berbagai mesin perang.
Ini biasanya merupakan sejarah paralel automata: sisi menarik dikombinasikan dengan penemuan dan rekayasa untuk menginspirasi dan memamerkan kemajuan mekanis dengan cara yang menarik dan terkadang ajaib.
Tergantung pada waktu dan tempat dalam sejarah, warga sipil yang percaya takhayul mungkin memandang automata dengan curiga, karena banyak orang tidak memiliki pengalaman langsung dengan perangkat tersebut. Artinya, kisah tentang patung ajaib atau mukjizat akan menyebar ke seluruh kerumunan, namun sebenarnya itu adalah perangkat cerdik yang dirancang untuk meniru pengalaman misterius.
Pada Abad Pertengahan, sebagian besar negara “Barat” kehilangan keterampilan dan pengetahuan untuk membuat mesin semacam itu. Byzantium dan dunia Arab yang lebih luas melanjutkan tradisi Yunani (dan mungkin Tiongkok, berkat perdagangan dengan Timur Jauh), menciptakan mesin serupa dan menulis makalah, seperti “Buku tentang Perangkat Cerdik” di Irak saat ini. 850 M.
Automata yang diciptakan oleh para insinyur dan penemu Muslim benar-benar luar biasa, berabad-abad lebih awal dari banyak contoh terkenal di Barat. Zaman Keemasan Islam antara tahun 780 dan 1260 M menyaksikan ledakan kemajuan ilmu pengetahuan yang sebanding dengan periode mana pun dalam sejarah: hal ini merupakan landasan bagi sebagian besar tradisi ilmu pengetahuan Barat.
Automata dari waktu dan wilayah geografis mencakup makhluk buatan manusia seperti patung angin, ular, kalajengking, dan burung berkicau, pemain seruling yang dapat diprogram, perahu dengan pita robot “empat orang”, dan tangan yang lebih praktis dengan mesin cuci otomatis modern dengan mekanisme pencucian. .
Pada saat itu, Tiongkok mungkin sudah memiliki tradisi automata selama dua ribu tahun, dan negara tersebut memproduksi automata yang terdiri dari harimau yang mengaum, burung berkicau, burung terbang, dan bahkan jam air rumit dengan angka penunjuk waktu.
Ada deskripsi pertunjukan boneka mekanis otomatis, orkestra otomatis, dan naga mekanis, dan masih banyak lagi. Sayangnya, sebagian besar benda yang diciptakan atau dicatat kemudian dihancurkan oleh Dinasti Ming yang ditaklukkan pada pertengahan abad ke-14, menyebabkan banyak hal yang terlupakan oleh sejarah.
Meskipun tradisi automata masih ada di beberapa bagian Eropa, pada abad ke-13, muncul minat baru terhadap kreasi dan perangkat yang dirancang untuk mengejutkan wisatawan, dan produk serta perangkat ini sekali lagi muncul di pengadilan di seluruh Eropa.
Masa ini diyakini sebagian besar dipengaruhi oleh teks-teks Yunani yang diterjemahkan ke dalam bahasa Latin dan Italia, yang merangsang minat terhadap karya para ahli matematika dan penemu kuno. Renaisans automata yang terkenal terjadi pada era Renaisans dan Pencerahan.
Di masa lalu, teknologi automata digerakkan oleh hidrolika (air), pneumatik (angin dan uap), atau gravitasi (berdasarkan berat), yang sangat membatasi kompleksitas dan ukuran peralatan. Automata yang sangat kecil dan kompleks memerlukan munculnya teknologi baru.
Dengan meluasnya penerapan sistem teknik, matematika, dan teknologi yang lebih maju (seperti pembuatan jam tangan) dan ilmu metalurgi (yang digunakan untuk membuat pegas), kemampuan untuk menciptakan mesin yang benar-benar rumit (dan indah) telah berkembang.
Selama ratusan tahun, kita telah memasuki apa yang saya anggap sebagai zaman keemasan automata, ketika beberapa contoh paling terkenal masih ada. Ada banyak contoh bagus, dan banyak orang mungkin berpikir bahwa konsep automata sebagian besar berasal dari era tersebut.
Dari awal abad ke-15 hingga awal abad ke-20, automata berkembang secara paralel dengan jam, jam tangan, dan mesin industri, yang secara informal melacak kemajuan inovasi dan penemuan mekanis.
Jepang dan Tiongkok masih kuat dalam hal ini, dan bahkan setelah pergolakan dinasti tersebut, contoh-contoh bagus dari periode ini masih ditemukan. Di Jepang, praktik wayang mekanis “karakuri” memiliki tradisi panjang sejak pertengahan tahun 1660-an hingga awal abad ke-20.
Produsen perkakas, pembuat jam tangan, tukang kunci, penemu, dan bahkan pesulap telah menciptakan beberapa automata yang benar-benar menakjubkan, meskipun masih mirip dengan ratusan hingga ribuan tahun yang lalu, namun kini lebih kompak dan kompleks.
Detail Jam Astronomi Katedral Strasbourg, Prancis (Foto milik Tangopaso/Wikipedia Commons)
Penemuan jam kukuk modern terjadi pada periode ini, yang mungkin berevolusi dari contoh awal jam kota besar, di mana karakter animasi terdapat dalam mesin terkenal seperti jam astronomi di Strasbourg dan Praha. Ayam jago berlapis emas dalam versi pertama elemen katedral paling terkenal di Strasbourg, yang sekarang terletak di museum seni dekoratif kota, dianggap sebagai automata tertua di dunia.
Didorong oleh pemikiran filosofis René Descartes dan lainnya, mesin seukuran dan lebih mini telah muncul. Dia percaya bahwa hewan hanyalah mesin biomekanik kompleks yang dapat dibuat.
Bebek pencernaan yang digambar oleh Jacques de Vaucanson (foto dibagikan oleh Scientific American/Wikipedia)
Ini bukanlah ide yang benar-benar baru, namun hal ini mengarah pada penekanan pada automata hewan, yang beberapa di antaranya berada di luar cakupan pertimbangan sebelumnya. Contoh yang menarik adalah bebek pencernaan, yang dalam banyak hal menyerupai bebek, namun yang paling unik adalah ia memakan makanan berbentuk butiran dan kemudian tampak buang air besar.
Bagi pembaca modern, tidak mengherankan jika automata tidak benar-benar mencerna makanan, namun insinyur Perancis Jacques de Vaucanson dengan jelas menggunakannya untuk mengejar realisme primitif tentang alam.
Kita tidak boleh tertawa terlalu keras: de Vaucanson adalah pionir di banyak bidang (termasuk penemuan alat tenun otomatis dan konstruksi mesin bubut logam pertama), ia membangun apa yang diyakini sebagai robot biomekanik pertama, sebuah seruling pemain, Ia dapat memainkan dua belas lagu berbeda. Dia juga membuat pemain rebana. Inspirasi kedua automata ini datang dari kursus anatomi seorang ahli bedah Perancis.
Ini juga merupakan era pembuat jam tangan terkenal Pierre Jaquet-Droz dan Henri Maillardet, yang menciptakan beberapa automata humanoid paling mengesankan yang dapat menggambar, menandatangani, dan menulis pesan sederhana.
Pertengahan abad kesembilan belas (sekitar tahun 1860) hingga sekitar tahun 1910 dianggap sebagai “zaman keemasan automata” (bahkan ada buku berjudul sama), karena revolusi industri menyebabkan munculnya sejumlah besar suku cadang mekanis terstandarisasi, dan jumlah perusahaan yang memproduksi automata menjamur. Mudah untuk diproduksi. Ribuan automata dan burung penyanyi mekanis diekspor ke seluruh dunia, dan masih populer di kalangan kolektor hingga menjelang Perang Dunia Pertama.
Tidak mengherankan, dilema ekonomi global dan sikap konservatif yang diakibatkan oleh tragedi perang global yang merusak telah mengubah prioritas seluruh Eropa (salah satu pusat produksi automata), dan penciptaan automata tidak lagi berlaku untuk praktik yang lebih luas. Meskipun tidak pernah sepenuhnya hilang di Eropa, Asia, atau Amerika Serikat, penemuan mekanis digantikan oleh sisi artistik, karena kemajuan di bidang kelistrikan dan teknologi manufaktur membuat automata relatif mudah diproduksi.
Untuk sementara, perusahaan berfokus pada penciptaan karya seni yang elegan dengan automata, atau membuat perangkat mirip mainan yang murah. Sekarang di era Internet, kita telah melihat kebangkitan proyek-proyek ini karena orang-orang dihadapkan kembali pada aspek automata yang mengesankan namun menarik—Anda dapat menemukan banyak contoh menarik dan murah di Internet.
Meski mungkin sedikit membuat frustasi bagi mereka yang menyukai keahlian artistik dan rekayasa automata yang luar biasa, namun harga yang terjangkau memungkinkan orang dengan mudah memasuki dunia prinsip-prinsip teknik melalui automata yang menarik.
Hal ini memberi saya pemahaman mendetail tentang bagaimana prinsip mekanis sederhana digabungkan untuk menciptakan beberapa penemuan paling spektakuler dalam sejarah.
Bagi siapa pun yang menaruh perhatian pada automata kelas atas saat ini, jelas bahwa teknik yang luar biasa dapat dikombinasikan dengan keahlian artistik yang mengesankan untuk mencapai tujuan yang luar biasa. Namun bahkan dalam contoh dengan kualitas terbaik, prinsip penggerak automata pada dasarnya sama dengan yang digunakan selama berabad-abad, karena sebagian besar didasarkan pada prinsip mekanis yang sangat sederhana untuk menghasilkan gerakan.
Saya ingin mengatakan bahwa 95% automata menggunakan lima prinsip mekanis dasar untuk menciptakan gerakan, dan hanya dalam kasus yang jarang digunakan benda-benda yang tidak sesuai dengan kategori ini. Kategorinya adalah sebagai berikut: roda, katrol, roda gigi, bubungan dan batang penghubung. Jika saya seorang yang ngotot, saya dapat menggabungkan roda, katrol, dan roda gigi menjadi satu kelompok yang lebih besar. Namun tindakan yang mereka buat agak berbeda dan dapat digunakan untuk tindakan unik, jadi mari kita tetap berpegang pada lima kategori umum.
Yang pertama adalah roda. Dalam banyak kasus, ia hanya bergerak pada sumbu untuk memungkinkan objek berputar, atau menciptakan gerakan linier untuk seluruh mesin berdasarkan robot, menggerakkannya seperti mobil penumpang atau kereta api, atau menggunakan roda tersembunyi untuk menciptakan hewan. Ilusi gerakan.
Roda bisa menjadi penggerak internal mekanisme lain, atau bisa juga hanya komponen terakhir dalam rantai mekanis. Contoh yang baik dari komponen akhir berupa roda adalah jam kukuk, yang dicirikan oleh cincin karakter yang muncul dari bagian dalam badan jam, biasanya dipasang pada sisi roda sederhana.
Katrol adalah evolusi roda karena bisa halus atau bergerigi dan dihubungkan dengan rantai atau ikat pinggang untuk mengirimkan putaran ke benda yang jauh. Tergantung pada pengaturannya, katrol dapat mengirimkan gerakan rotasi pada sudut tertentu melalui sabuk fleksibel (biasanya ditemukan pada berbagai mesin industri tua) dan dapat memberikan perlindungan benturan pada mekanisme tersebut.
Perubahan diameter antara kedua puli dapat menambah atau mengurangi kecepatan, namun yang lebih penting, hal ini sebenarnya dapat mengubah besarnya gaya yang diberikan. Hal ini memecahkan masalah dimana input terlalu lemah untuk menggerakkan komponen besar secara langsung atau terlalu kuat dan perlu dikurangi untuk melindungi mekanisme.
Dalam perkembangan selanjutnya, roda gigi pada dasarnya adalah katrol bergigi, dibuat dengan sangat teliti dan dapat langsung disambungkan dengan katrol bergigi lainnya.
Roda gigi paling awal sama sekali tidak akurat. Salah satu roda gigi memiliki dua roda paralel dengan batang penghubung yang berjarak sama. Roda-roda ini menyatu dengan satu roda yang menonjol dari pelek pada jarak batang yang sama. Ini dapat ditemukan di automata tertua di Tiongkok atau Yunani kuno, dan merupakan komponen utama dari beberapa jam besar paling terkenal di dunia.
Namun dengan kemajuan teknologi dan pemahaman lebih lanjut tentang geometri roda gigi, maka muncullah roda gigi yang sangat presisi yang Anda kenali saat ini, yang dapat menyalurkan gaya yang sangat besar dengan sangat akurat, dan, seperti katrol, dapat digunakan untuk mengubah kecepatan, gaya, atau penyediaan. rasio mekanisme waktu yang tepat (tentu saja). Penemuan roda gigi presisi memungkinkan mesin yang sangat kompleks menggunakan tuas dasar untuk mencapai potensi maksimalnya.
Bubungan adalah mekanisme tertua lainnya karena, dalam istilah paling sederhana, ini adalah roda dengan poros eksentrik. Ini menghasilkan gerakan berulang yang tidak konvensional, yang dapat digunakan untuk menggerakkan gerakan linier. Prinsip dasarnya menggunakan roda berbentuk khusus, biasanya berbentuk daun melingkar atau siput spiral, dengan cam follower (jari atau gigi sederhana bertumpu pada pinggirannya) untuk mengubah gerak ke roda atau batang penghubung lain, sehingga membentuk A. gerakan mundur dan keempat. Ini bisa menjadi gerakan yang sangat mendasar atau sangat kompleks, namun prinsipnya sama.
Blok penyusun terakhir adalah batang penghubung, yang meliputi pengikut bubungan, tuas, dan lengan poros dasar. Struktur ini sangat sederhana, namun sebenarnya merupakan fitur utama yang menciptakan pergerakan pada automata. Batang penghubung terdiri dari batang yang berputar pada satu sumbu, menghubungkan dua sumbu pada kedua ujungnya, atau menghubungkan tiga sumbu atau lebih untuk menciptakan jalur gerak yang kompleks.
Waktu posting: 08-Des-2021
