Autômatos: Os mistérios mágicos do mundo antigo, as maravilhas mecânicas da Idade Média, as maravilhas modernas dos mestres artesãos. Bem, chega de aliteração.
Autômatos, autômatos, robôs, máquinas automáticas: todas essas palavras descrevem uma classe de máquinas que são consideradas relativamente autooperantes e podem executar funções ou operações pré-programadas devido a uma série de instruções mecânicas predeterminadas.
Nota lateral para nerds da gramática: autômatos e autômatos são versões legais no plural de autômatos; entretanto, uma “máquina de venda automática” é uma espécie de cafeteria que se parece com uma máquina de venda automática de comida em um cubículo. Ela abre quando uma moeda é inserida.
Os autômatos podem ter vários formatos e tamanhos e podem fazer quase tudo que as pessoas possam imaginar e projetar em um sistema mecânico.
Os autômatos nos quais quero me concentrar são algumas versões complexas com as quais você pode estar familiarizado, como relógios cuco (pássaros saindo pela porta para dizer as horas) ou simples brinquedos de mesa feitos à mão por animais (como cavalos, pássaros ou peixes). ) e cenas interessantes.
Os autômatos históricos incluem caixas de música com estatuetas, pássaros cantando e figuras humanas altamente complexas e impressionantes de Pierre Jaquet-Droz desenhando, escrevendo frases ou tocando a criação de instrumentos musicais.
Apresentarei mais exemplos posteriormente, mas primeiro vamos entender a história dos autômatos desde o início.
Engenheiros e artesãos inteligentes constroem autômatos há muito tempo, e alguns registros apareceram já por volta de 1.000 aC, ou seja, há mais de 3.000 anos.
Infelizmente, exemplos de culturas antigas como a China, a Grécia e Roma foram esquecidos pela história ou só podem sobreviver através de textos, desenhos e pinturas. As pessoas podem incluir o antigo mecanismo de Anticítera por volta de 100 aC na discussão, mas como esta pode não ser uma máquina automática, mas uma contagem e calculadora complicadas, não o incluirei aqui.
Os primeiros objetos são geralmente criados como máquinas religiosas para mostrar o poder dos líderes ou para evocar experiências espirituais ao visitar locais sagrados, como os templos. No entanto, ainda no primeiro século DC, o herói de Alexandre, conhecido por suas contribuições à ciência, matemática e engenharia, criou uma peça mecânica usando cordas, nós, engrenagens e outras máquinas simples para completá-la, que supostamente durou 10 minutos. .
Usando sua experiência em hidráulica, pneumática e mecânica, Hero inventou máquinas que podem realizar tarefas além do entretenimento, como carrinhos autônomos programáveis, máquinas de venda automática, órgãos de vento e várias máquinas de guerra.
Esta é geralmente a história paralela dos autômatos: o lado interessante é combinado com invenção e engenharia para inspirar e exibir o progresso mecânico de maneiras interessantes e às vezes mágicas.
Dependendo da época e do lugar da história, civis supersticiosos podem ver os autômatos com suspeita, porque muitas pessoas não têm experiência direta com tais dispositivos. Isso significa que a história de uma estátua milagrosa ou milagre se espalhará pela multidão, mas na verdade é um dispositivo engenhoso projetado para imitar uma experiência misteriosa.
Na Idade Média, a maior parte do mundo “ocidental” perdeu as competências e o conhecimento para fabricar tais máquinas. Bizâncio e o mundo árabe em geral continuaram as tradições dos gregos (e possivelmente dos chineses, graças ao comércio com o Extremo Oriente), criaram máquinas semelhantes e escreveram artigos, como “Um livro sobre dispositivos engenhosos” no atual Iraque por volta de 850 DC.
Os autômatos criados por engenheiros e inventores muçulmanos são verdadeiramente incríveis, séculos antes de muitos exemplos ocidentais famosos. A Idade de Ouro Islâmica, entre 780 e 1260 dC, testemunhou uma explosão de progresso científico comparável a qualquer período da história: eles foram a base da maioria das tradições científicas ocidentais.
Os autômatos do tempo e das regiões geográficas incluem criaturas feitas pelo homem, como estátuas de vento, cobras, escorpiões e pássaros cantores, tocadores de flauta programáveis, barcos com bandas robóticas para “quatro pessoas” e mãos mais práticas com a moderna máquina de lavar automática com mecanismo de lavagem .
Nessa altura, a China pode ter uma tradição de dois mil anos de autómatos e está a produzir autómatos compostos por tigres que rugem, pássaros cantores, pássaros voadores e até complexos relógios de água com números de cronometragem.
Existem descrições de shows de marionetes mecânicos automáticos, orquestras automáticas e dragões mecânicos, para citar alguns. Infelizmente, a maioria das coisas criadas ou registradas foram posteriormente destruídas pela conquistada Dinastia Ming em meados do século XIV, fazendo com que muitas coisas fossem esquecidas pela história.
Embora ainda exista uma tradição de autómatos em algumas partes da Europa, no século XIII, houve um interesse renovado em criações e dispositivos concebidos para chocar os turistas, e estes produtos e dispositivos apareceram mais uma vez nos tribunais de toda a Europa.
Acredita-se que esta época tenha sido amplamente influenciada pelos textos gregos traduzidos para o latim e o italiano, que estimularam o interesse pela criação de matemáticos e inventores antigos. O famoso renascimento dos autômatos ocorreu durante a era da Renascença e do Iluminismo.
No passado, a tecnologia dos autômatos era movida por sistemas hidráulicos (água), pneumáticos (vento e vapor) ou gravidade (por peso), o que limitava bastante a complexidade e o tamanho do equipamento. Autômatos muito pequenos e complexos exigem o surgimento de novas tecnologias.
Com a adoção generalizada de sistemas mais avançados de engenharia, matemáticos e tecnológicos (como a relojoaria) e da ciência metalúrgica (usada para fabricar molas), a capacidade de criar máquinas verdadeiramente complexas (e bonitas) floresceu.
Durante centenas de anos, entrámos no que considero ser a idade de ouro dos autómatos, quando alguns dos exemplos mais famosos ainda existem. Existem muitos bons exemplos, e muitas pessoas podem pensar que o conceito de autômato deriva em grande parte daquela época.
Do início do século XV ao início do século XX, os autômatos desenvolveram-se paralelamente aos relógios, relógios e máquinas industriais, acompanhando informalmente o progresso da inovação e da invenção mecânica.
O Japão e a China ainda são fortes nesse aspecto e, mesmo depois da turbulência da dinastia, exemplos maravilhosos desse período ainda estão sendo descobertos. No Japão, a prática de fantoches mecânicos “karakuri” tem uma longa tradição desde meados da década de 1660 até o início do século XX.
Fabricantes de ferramentas, relojoeiros, serralheiros, inventores e até mágicos criaram alguns autômatos verdadeiramente surpreendentes, embora ainda sejam semelhantes aos de centenas ou milhares de anos atrás, mas agora mais compactos e complexos.
Detalhe do Relógio Astronômico da Catedral de Estrasburgo, França (Foto cortesia de Tangopaso/Wikipedia Commons)
A invenção do relógio cuco moderno ocorreu durante este período, que pode ter evoluído a partir dos primeiros exemplos de relógios de grandes cidades, onde personagens animados estão contidos em máquinas famosas, como os relógios astronômicos de Estrasburgo e Praga. O galo dourado da primeira versão do elemento mais famoso da catedral de Estrasburgo, agora localizado no museu de artes decorativas da cidade, é considerado o autômato mais antigo do mundo.
Impulsionadas pelo pensamento filosófico de René Descartes e outros, surgiram máquinas em tamanho real e mais máquinas em miniatura. Ele acreditava que os animais são apenas máquinas biomecânicas complexas que podem ser construídas.
Pato digestivo desenhado por Jacques de Vaucanson (foto compartilhada pela Scientific American/Wikipedia)
Esta não é uma ideia completamente nova, mas leva a uma ênfase nos autómatos animais, alguns dos quais estão para além do âmbito das considerações anteriores. Um exemplo interessante é o pato digestivo, que se assemelha a um pato em muitos aspectos, mas o mais singular é que ele come alimentos granulados e depois parece evacuar.
Para o público moderno, não é surpreendente que os autómatos não digerem realmente os alimentos, mas o engenheiro francês Jacques de Vaucanson utilizou claramente isso para prosseguir o realismo primitivo da natureza.
Não devemos rir muito: de Vaucanson foi um pioneiro em muitos campos (incluindo a invenção do tear automático e a construção do primeiro torno totalmente metálico), construiu o que se acredita ser o primeiro autômato biomecânico, uma flauta player, pode tocar doze músicas diferentes. Ele também construiu um pandeiro. A inspiração para a criação desses dois autômatos veio do curso de anatomia de um cirurgião francês.
Esta foi também a era dos famosos relojoeiros Pierre Jaquet-Droz e Henri Maillardet, que criaram alguns dos mais impressionantes autômatos humanóides que podiam desenhar, assinar e escrever mensagens simples.
De meados do século XIX (cerca de 1860) até cerca de 1910 foi considerada a “era de ouro dos autômatos” (houve até um livro com o mesmo nome), porque a revolução industrial fez com que surgisse um grande número de peças mecânicas padronizadas, e o número de empresas produtoras de autômatos proliferou. Fácil de fabricar. Milhares de autômatos e pássaros canoros mecânicos foram exportados para todo o mundo e ainda eram populares entre os colecionadores até as vésperas da Primeira Guerra Mundial.
Não é de surpreender que o dilema económico global e as atitudes conservadoras provocadas pelas tragédias destrutivas das guerras globais tenham mudado as prioridades de toda a Europa (um dos centros de produção de autómatos), e a criação de autómatos já não se aplica a uma prática mais ampla. Embora nunca tenha desaparecido completamente na Europa, na Ásia ou nos Estados Unidos da América, a invenção mecânica deu lugar ao lado artístico das coisas, porque os avanços na electricidade e na tecnologia de produção tornaram os autómatos relativamente fáceis de produzir.
Durante algum tempo, as empresas concentraram-se na criação de arte elegante com autómatos ou na fabricação de dispositivos baratos semelhantes a brinquedos. Agora, na era da Internet, temos visto um renascimento destes projetos porque as pessoas são expostas novamente aos aspectos impressionantes, mas interessantes, dos autômatos – você pode encontrar muitos exemplos interessantes e baratos na Internet.
Embora possa ser um pouco frustrante para quem gosta do artesanato artístico e da incrível engenharia dos autômatos, o preço acessível permite que as pessoas entrem facilmente no mundo dos princípios da engenharia através de autômatos interessantes.
Isso me deu uma compreensão detalhada de como princípios mecânicos simples se combinaram para criar algumas das invenções mais espetaculares da história.
Para quem presta atenção aos autômatos de última geração hoje, é óbvio que uma engenharia extraordinária pode ser combinada com um trabalho artístico impressionante para atingir objetivos maravilhosos. Mas mesmo nos exemplos da mais alta qualidade, os princípios de condução de autômatos são basicamente os mesmos usados há séculos, porque a maioria deles se baseia em princípios mecânicos muito simples para gerar movimento.
Quero dizer que 95% dos autômatos usam cinco princípios mecânicos básicos para criar movimento, e apenas em casos raros são usadas coisas que não se enquadram nessas categorias. As categorias são as seguintes: rodas, polias, engrenagens, cames e bielas. Se eu fosse um defensor, poderia combinar rodas, polias e engrenagens em um grupo maior. Mas as ações que eles criam são um pouco diferentes e podem ser usadas para ações únicas, então vamos nos ater às cinco categorias gerais.
A primeira é a roda. Em muitos casos, ele simplesmente gira em torno de um eixo para permitir que o objeto gire, ou cria um movimento linear para toda a máquina com base em um autômato, dirige-o como um carro de passageiros ou um trem, ou usa rodas ocultas para criar animais. de movimento.
A roda pode ser o acionamento interno de outro mecanismo ou apenas o componente final de uma corrente mecânica. Um bom exemplo de o componente final ser uma roda é um relógio cuco, que se caracteriza por um anel de caracteres que emerge do interior do corpo do relógio, geralmente preso na lateral de uma roda simples.
As polias são a evolução das rodas porque podem ser lisas ou dentadas e engrenadas com correntes ou correias para transmitir rotação a objetos distantes. Dependendo da configuração, a polia pode transmitir movimento rotacional em um determinado ângulo através de uma correia flexível (geralmente encontrada em várias máquinas industriais mais antigas) e pode fornecer alguma proteção contra impacto para o mecanismo.
A mudança de diâmetro entre as duas polias pode aumentar ou diminuir a velocidade, mas o mais importante é que pode realmente alterar a quantidade de força aplicada. Isto resolve o problema de que a entrada é muito fraca para mover diretamente componentes grandes ou é muito poderosa e precisa ser reduzida para proteger o mecanismo.
Num desenvolvimento posterior, as engrenagens são basicamente polias dentadas, são feitas com muita precisão e podem ser engatadas diretamente com outra polia dentada.
As primeiras marchas eram absolutamente imprecisas. Uma das engrenagens tinha duas rodas paralelas com hastes igualmente espaçadas conectando-as. Essas rodas se encaixavam em uma única roda que se projetava do aro em hastes uniformemente espaçadas. Eles podem ser encontrados nos autômatos mais antigos da China ou da Grécia antigas e são os principais componentes de alguns dos grandes relógios mais famosos do mundo.
Mas com o avanço da tecnologia e a maior compreensão da geometria das engrenagens, surgiram as engrenagens muito precisas que você reconhecerá hoje, que podem transmitir forças muito grandes com muita precisão e, como as polias, podem ser usadas para alterar a velocidade, a força ou fornecer uma relação precisa do mecanismo de temporização (obviamente). A invenção das engrenagens de precisão permitiu que máquinas muito complexas, utilizando alavancas básicas, atingissem todo o seu potencial.
O came é outro mecanismo mais antigo porque, em termos mais simples, é uma roda com eixo excêntrico. Isso produz movimentos repetitivos não convencionais, que podem ser usados para conduzir movimentos lineares. O princípio básico utiliza rodas de formato especial, geralmente no formato de uma folha circular ou caracol em espiral, com um seguidor de came (um simples dedo ou dente apoiado na periferia) para converter o movimento para outra roda ou biela, formando assim um movimento para trás e quarto. Este pode ser um movimento extremamente básico ou extremamente complexo, mas o princípio é o mesmo.
O último bloco de construção é a biela, que inclui o seguidor de came, a alavanca e o braço pivô básico. Essas estruturas são muito simples, mas na verdade são as principais características que criam movimento nos autômatos. A biela é composta por uma haste que gira em torno de um único eixo, conecta dois eixos em ambas as extremidades ou conecta três ou mais eixos para criar um caminho de movimento complexo.
Horário da postagem: 08 de dezembro de 2021
