오토마타(Automata): 고대 세계의 마법의 신비, 중세의 기계 불가사의, 장인의 현대 불가사의. 글쎄, 두운은 충분합니다.
오토마타(Automata), 오토마타(automata), 로봇, 자동 기계: 이 모든 단어는 상대적으로 스스로 작동하는 것으로 간주되고 사전에 결정된 일련의 기계 명령에 따라 사전 프로그래밍된 기능이나 작업을 수행할 수 있는 기계 클래스를 설명합니다.
문법 대단하신 분들을 위한 참고 사항: Automata와 automata는 모두 Automata의 법적 복수 버전입니다. 그러나 "자판기"는 칸막이에 음식을 담은 자판기처럼 보이는 일종의 식당입니다. 동전을 넣으면 열립니다.
오토마타는 다양한 모양과 크기를 가질 수 있으며 사람들이 상상하고 설계할 수 있는 거의 모든 것을 기계 시스템으로 수행할 수 있습니다.
제가 집중하고 싶은 오토마타는 뻐꾸기 시계(문 밖으로 튀어나와 시간을 알려주는 새)나 손으로 작동하는 단순한 동물 데스크탑 장난감(말, 새, 물고기 등)과 같이 여러분이 익숙할 수도 있는 복잡한 버전입니다. ) 및 흥미로운 장면.
역사적인 오토마타에는 인형이 있는 오르골, 지저귀는 새, Pierre Jaquet-Droz의 그림 그리기, 문구 쓰기 또는 악기 연주 연주 등 매우 복잡하고 놀라운 인간 형상이 포함됩니다.
나중에 더 많은 예를 소개하겠지만, 먼저 오토마타의 역사를 처음부터 이해해 보도록 하겠습니다.
똑똑한 기술자와 장인들은 오랫동안 오토마타를 만들어 왔으며, 일부 기록은 이르면 기원전 1000년경, 즉 3000년 이상 전쯤에 등장합니다.
안타깝게도 중국, 그리스, 로마 등 고대 문화의 사례는 역사 속에서 잊혀지거나 텍스트, 그림, 그림을 통해서만 살아남을 수 있습니다. 사람들은 토론에 기원전 100년경의 고대 안티키테라 메커니즘을 포함시킬 수도 있지만, 이것은 자동 기계가 아니라 복잡한 계산과 계산기일 수 있으므로 여기에는 포함시키지 않겠습니다.
최초의 물건은 일반적으로 지도자의 힘을 보여주거나 사원과 같은 신성한 장소를 방문할 때 영적인 경험을 불러일으키기 위해 종교적인 기계로 만들어집니다. 그러나 서기 1세기에도 과학, 수학, 공학에 대한 공헌으로 유명한 알렉산더의 영웅은 로프, 매듭, 기어 및 기타 간단한 기계를 사용하여 10분 동안 지속되는 기계적 무대극을 완성했다고 합니다. .
Hero는 유압, 공압 및 기계 분야의 전문 지식을 활용하여 프로그래밍 가능한 자율 주행 카트, 자동 판매기, 바람 오르간 및 다양한 전쟁 기계와 같이 엔터테인먼트 외에도 작업을 수행할 수 있는 기계를 발명했습니다.
이것은 일반적으로 오토마타의 병행 역사입니다. 흥미로운 측면은 발명 및 엔지니어링과 결합되어 흥미롭고 때로는 마법 같은 방식으로 기계적 진보에 영감을 주고 과시합니다.
역사 속 시간과 장소에 따라 미신을 믿는 민간인들은 오토마타를 의심스럽게 볼 수도 있습니다. 왜냐하면 많은 사람들이 그러한 장치를 직접 경험해 본 적이 없기 때문입니다. 이는 기적의 조각상이나 기적의 이야기가 군중 전체에 퍼진다는 뜻이지만, 실제로는 신비한 경험을 모방하기 위해 고안된 독창적인 장치이다.
중세 시대에는 대부분의 "서구" 세계가 그러한 기계를 만드는 기술과 노하우를 잃었습니다. 비잔티움과 더 넓은 아랍 세계는 그리스인(그리고 극동과의 무역 덕분에 중국인)의 전통을 이어갔고, 유사한 기계를 만들고 현재 이라크에서 "기발한 장치에 관한 책"과 같은 논문을 썼습니다. 서기 850년.
무슬림 엔지니어와 발명가가 만든 오토마타는 많은 유명한 서양 사례보다 수세기 앞서 정말 놀랍습니다. 서기 780년에서 1260년 사이의 이슬람 황금시대는 역사상 어느 시대와도 비교할 수 없을 만큼 폭발적인 과학적 진보를 목격했습니다. 이는 대부분의 서구 과학 전통의 기초였습니다.
시간과 지리적 지역의 오토마타에는 바람의 조각상, 뱀, 전갈, 노래하는 새와 같은 인공 생물, 프로그래밍 가능한 플루트 연주자, "4인용" 로봇 밴드가 있는 보트, 현대식 자동 세탁기가 포함된 보다 실용적인 손이 포함됩니다. .
그때쯤이면 중국은 2천년의 오토마타 전통을 갖게 될 것이며, 포효하는 호랑이, 노래하는 새, 날아다니는 새, 심지어 시간을 표시하는 숫자가 있는 복잡한 물시계로 구성된 오토마타를 생산하고 있을 것입니다.
자동 기계 인형극, 자동 오케스트라, 기계 용 등에 대한 설명이 있습니다. 안타깝게도 창작되거나 기록된 것들의 대부분은 14세기 중반 명나라에 의해 멸망당하면서 많은 것들이 역사 속에서 잊혀지게 되었습니다.
유럽 일부 지역에서는 여전히 오토마타의 전통이 남아 있지만, 13세기에 관광객들에게 충격을 주기 위해 고안된 창작물과 장치에 대한 관심이 다시 부각되었고, 이러한 제품과 장치는 다시 한번 유럽 전역의 법정에 등장했습니다.
이번에는 라틴어와 이탈리아어로 번역된 그리스어 텍스트의 영향을 크게 받은 것으로 여겨지며, 이는 고대 수학자 및 발명가의 창조에 대한 관심을 자극했습니다. 유명한 오토마타 르네상스는 르네상스와 계몽주의 시대에 일어났습니다.
과거에 오토마타 기술은 유압(물), 공압(바람과 증기) 또는 중력(무게 기준)에 의해 구동되었으므로 장비의 복잡성과 크기가 크게 제한되었습니다. 매우 작고 복잡한 오토마타에는 새로운 기술의 출현이 필요합니다.
보다 진보된 엔지니어링, 수학, 기술 시스템(예: 시계 제작)과 야금 과학(스프링 제조에 사용)이 널리 채택됨에 따라 정말 복잡하고 아름다운 기계를 만드는 능력이 번성했습니다.
수백 년 동안 우리는 가장 유명한 사례 중 일부가 여전히 존재하는 오토마타의 황금 시대라고 생각하는 시대에 들어섰습니다. 좋은 예가 많고, 오토마타의 개념이 상당 부분 그 시대에서 유래했다고 생각하는 사람도 많을 것이다.
15세기 초부터 20세기 초까지 오토마타는 시계, 손목시계, 산업 기계와 병행하여 발전하면서 혁신과 기계 발명의 진행 상황을 비공식적으로 추적했습니다.
이 점에서는 일본과 중국이 여전히 강하고, 왕조의 격동 이후에도 이 시대의 훌륭한 사례가 여전히 발견되고 있습니다. 일본에서는 기계로 만든 '가라쿠리' 인형극이 1660년대 중반부터 20세기 초까지 오랜 전통을 이어왔습니다.
도구 제조업체, 시계 제작자, 자물쇠 제조공, 발명가, 심지어 마술사까지 수백 년에서 수천 년 전의 오토마타와 여전히 유사하지만 이제는 더 작고 복잡해졌지만 정말 놀라운 오토마타를 만들었습니다.
프랑스 스트라스부르 대성당의 천문시계 세부 사항(사진 제공: Tangopaso/Wikipedia Commons)
현대 뻐꾸기시계의 발명은 이 시기에 일어났는데, 이는 스트라스부르와 프라하의 천문시계와 같은 유명한 기계에 애니메이션 캐릭터가 포함되어 있는 대형 도시 시계의 초기 사례에서 발전되었을 수 있습니다. 스트라스부르의 가장 유명한 대성당 요소의 첫 번째 버전에 있는 금박을 입힌 수탉은 현재 도시의 장식 예술 박물관에 위치하며 세계에서 가장 오래된 오토마타로 간주됩니다.
르네 데카르트 등의 철학적 사고에 힘입어 실물 크기와 더 많은 소형 기계가 등장했습니다. 그는 동물은 단지 만들 수 있는 복잡한 생체역학적 기계일 뿐이라고 믿었습니다.
Jacques de Vaucanson이 그린 소화기 오리(Scientific American/Wikipedia에서 공유한 사진)
이것은 완전히 새로운 아이디어는 아니지만 동물 자동 장치에 대한 강조로 이어지며 그 중 일부는 이전 고려 사항의 범위를 벗어납니다. 흥미로운 예는 소화기 오리인데, 여러 면에서 오리와 비슷하지만, 가장 독특한 점은 과립 먹이를 먹고 배변을 하는 것 같다는 점이다.
현대 관객들에게 오토마타가 실제로 음식을 소화하지 않는다는 것은 놀라운 일이 아니지만, 프랑스 엔지니어 Jacques de Vaucanson은 자연의 원시적 사실성을 추구하기 위해 그것을 분명히 사용했습니다.
너무 크게 웃어서는 안 됩니다. 드 보캉송(de Vaucanson)은 자동 직기의 발명과 최초의 순금속 선반 건설을 포함하여 다양한 분야의 선구자였으며, 최초의 생체역학적 자동 기계인 플루트를 만들었습니다. 플레이어, 12개의 서로 다른 노래를 재생할 수 있습니다. 그는 또한 탬버린 연주자를 만들었습니다. 이 두 오토마타에 대한 영감은 프랑스 외과의사의 해부학 과정에서 나왔습니다.
이 시대는 유명한 시계 제작자인 Pierre Jaquet-Droz와 Henri Maillardet의 시대이기도 했습니다. 그들은 그림을 그리고 서명하고 간단한 메시지를 쓸 수 있는 가장 인상적인 인간형 자동 장치를 만들었습니다.
19세기 중반(1860년경)부터 1910년경은 산업혁명으로 표준화된 기계부품이 대거 등장했기 때문에 '오토마타의 황금시대'로 여겨졌다(동명의 책도 있었다). 그리고 오토마타를 생산하는 회사의 수가 급증했습니다. 제조가 용이합니다. 수천 대의 오토마타와 기계식 명금이 전 세계로 수출되었으며, 제1차 세계 대전 직전까지 수집가들에게 여전히 인기가 있었습니다.
놀랍지도 않게, 세계 전쟁의 파괴적인 비극으로 인한 세계 경제 딜레마와 보수적 태도는 유럽 전체(오토마타 생산 중심지 중 하나)의 우선순위를 바꾸었고, 오토마타의 생성은 더 이상 광범위한 관행에 적용되지 않습니다. 유럽, 아시아, 미국에서 오토마타가 완전히 사라지지는 않았지만 기계의 발명은 예술적인 면으로 자리를 옮겼습니다. 전기와 제조 기술의 발전으로 인해 오토마타를 비교적 쉽게 생산할 수 있게 되었기 때문입니다.
한동안 기업들은 오토마타로 우아한 예술 작품을 창작하거나 값싼 장난감 같은 장치를 만드는 데 주력했습니다. 이제 인터넷 시대에 우리는 이러한 프로젝트의 르네상스를 보았습니다. 사람들이 오토마타의 인상적이고 흥미로운 측면에 다시 노출되었기 때문입니다. 인터넷에서 흥미롭고 저렴한 예를 많이 찾을 수 있습니다.
오토마타의 예술적 장인정신과 놀라운 공학적 기술을 좋아하는 사람들에게는 다소 답답할 수도 있지만, 저렴한 가격으로 인해 흥미로운 오토마타를 통해 공학 원리의 세계로 쉽게 들어갈 수 있습니다.
이를 통해 나는 역사상 가장 놀라운 발명품을 만들기 위해 어떻게 단순한 기계적 원리가 결합되었는지 자세히 이해할 수 있었습니다.
오늘날 고급형 오토마타에 관심을 갖고 있는 사람이라면 누구나 탁월한 엔지니어링과 인상적인 예술적 장인정신이 결합되어 멋진 목표를 달성할 수 있다는 사실을 분명히 알 수 있습니다. 그러나 최고 품질의 사례에서도 오토마타 구동 원리는 기본적으로 수세기 동안 사용된 것과 동일합니다. 왜냐하면 대부분이 동작을 생성하는 매우 간단한 기계적 원리를 기반으로 하기 때문입니다.
나는 오토마타의 95%가 동작을 생성하기 위해 5가지 기본 기계적 원리를 사용하며, 이러한 범주에 맞지 않는 것들이 사용되는 경우는 극히 드물다고 말하고 싶습니다. 범주는 다음과 같습니다: 바퀴, 도르래, 기어, 캠 및 커넥팅 로드. 내가 고집을 부리는 사람이라면 바퀴, 도르래, 기어를 더 큰 그룹으로 결합할 수 있을 것입니다. 그러나 이들이 생성하는 작업은 다소 다르며 고유한 작업에 사용될 수 있으므로 5가지 일반적인 범주를 고수하겠습니다.
첫 번째는 바퀴입니다. 단순히 물체를 회전시키기 위해 축을 중심으로 구동하거나, 오토마톤을 기반으로 기계 전체의 직선 운동을 생성하거나, 승용차나 기차처럼 구동하거나, 숨은 바퀴를 이용해 동물을 만들어 내는 경우도 많다. 움직임의.
바퀴는 다른 메커니즘의 내부 구동 장치일 수도 있고, 기계 체인의 최종 구성 요소일 수도 있습니다. 바퀴인 끝 구성 요소의 좋은 예는 뻐꾸기 시계입니다. 이 시계는 시계 본체 내부에서 나오는 캐릭터 링이 특징이며 일반적으로 간단한 바퀴의 측면에 부착됩니다.
도르래는 매끄럽거나 톱니가 있을 수 있고 체인이나 벨트와 맞물려 먼 물체에 회전을 전달할 수 있기 때문에 바퀴가 진화한 것입니다. 설정에 따라 풀리는 유연한 벨트(일반적으로 다양한 구형 산업 기계에서 발견됨)를 통해 특정 각도에서 회전 운동을 전달할 수 있으며 메커니즘에 대한 충격 보호 기능을 제공할 수 있습니다.
두 도르래 사이의 직경 변화는 속도를 높이거나 낮출 수 있지만 더 중요한 것은 실제로 적용되는 힘의 양을 변경할 수 있다는 것입니다. 이는 입력이 너무 약해서 대형 부품을 직접 이동할 수 없거나 너무 강력해서 메커니즘을 보호하기 위해 줄여야 하는 문제를 해결합니다.
추가 개발에서 기어는 기본적으로 톱니형 풀리로 매우 정확하게 제작되었으며 다른 톱니형 풀리와 직접 맞물릴 수 있습니다.
초기 기어는 완전히 부정확했습니다. 기어 중 하나에는 균등한 간격의 막대가 연결되어 있는 두 개의 평행한 바퀴가 있었습니다. 이 바퀴는 림에서 균일한 간격의 막대로 튀어나온 단일 바퀴와 맞물렸습니다. 이것은 고대 중국이나 그리스의 가장 오래된 자동장치에서 발견할 수 있으며 세계에서 가장 유명한 대형 시계의 주요 구성 요소입니다.
그러나 기술이 발전하고 기어 기하학에 대한 이해가 높아지면서 오늘날 여러분이 알고 있는 매우 정밀한 기어가 탄생했습니다. 이 기어는 매우 큰 힘을 매우 정확하게 전달할 수 있고 도르래처럼 속도, 힘을 변경하거나 제공하는 데 사용할 수 있습니다. 정확한 타이밍 메커니즘 비율(분명히). 정밀 기어의 발명으로 기본 레버를 사용하는 매우 복잡한 기계가 최대 잠재력을 발휘할 수 있게 되었습니다.
캠은 가장 간단한 용어로 편심 샤프트가 있는 휠이기 때문에 또 다른 가장 오래된 메커니즘입니다. 이는 선형 모션을 구동하는 데 사용할 수 있는 색다른 반복 모션을 생성합니다. 기본 원리는 일반적으로 원형 잎이나 나선형 달팽이 모양의 특수한 모양의 바퀴와 캠 팔로어(주변에 놓인 단순한 손가락이나 이빨)를 사용하여 동작을 다른 바퀴나 커넥팅 로드로 변환하여 A를 형성합니다. 앞뒤 네 번째 움직임. 이는 매우 기본적이거나 매우 복잡한 동작일 수 있지만 원리는 동일합니다.
마지막 빌딩 블록은 캠 팔로워, 레버 및 기본 피벗 암을 포함하는 커넥팅 로드입니다. 이러한 구조는 매우 간단하지만 실제로 오토마타에서 움직임을 생성하는 주요 기능입니다. 커넥팅로드는 단일축을 중심으로 회전하는 로드로 구성되거나, 양쪽 끝에서 두 개의 축을 연결하거나, 3개 이상의 축을 연결하여 복잡한 동작 경로를 만드는 로드로 구성됩니다.
게시 시간: 2021년 12월 8일
