Historia robotyki cz. 1 – Dawne czasy

O automatyce przemysłowej prostym językiem. Starożytni prekursorzy automatyki.

Historia robotyki cz. 1 – Dawne czasy

Historia robotyki - Materiał ten stanowi uzupełnienie (i przetłumaczenie na prosty język) artykułu, który miałem okazję napisać dla czasopisma branżowego: Utrzymanie Ruchu wydanie nr 1/2017 (http://utrzymanieruchu.elamed.pl/archiwum[wydanie,35137,1,2017,35144]).

 

W pierwszej części (czyli w tym poście, ponieważ artykuł podzieliłem na kilka postów aby nie przerażać rozmiarem) przedstawię udokumentowane fakty historyczne początków rozwoju automatyki i robotyzacji, nieznane szerszej opinii publicznej. Następnie w kolejnych rozdziałach skupię się na ostatnich, nowatorskich dokonaniach branży przemysłowej w dziedzinie robotów współpracujących (CoBots, Collaborative Robots).

 

Historia – prekursorzy automatyki

Zegar wodny Ktesibiosa wskazujący czas poprzez figurkę aniołka (fot. Wikipedia).

Omówienie bardzo wczesnych początków przemysłu należy rozpocząć od wynalazków Starożytnej Grecji, która jest ojczyzną prawdziwych automatów. Prężnie działającym ośrodkiem naukowym ówczesnego świata była Aleksandria, skąd pochodzi jeden z największych uczonych i wynalazców w naszych dziejach - Ktesibios (Grek, 285-222r. p.n.e. prawdopodobnie dyrektor słynnej Biblioteki Aleksandryjskiej), nazywany ojcem pneumatyki.

 

Pomimo, że słyszała o nim jedynie garstka pasjonatów historii techniki (1), w różnych źródłach zachowało się wiele wzmianek, potwierdzających jego szeroki wpływ na nasze codzienne życie. Nie możemy przecież wyobrazić sobie dzisiejszej automatyki bez takich urządzeń, jak pompa hydrauliczna, układy pneumatyczne (twórca złożonych organów grających) (2) czy chociażby tak podstawowego elementu konstrukcyjnego, jakim jest koło zębate.

 

Słynny i tajemniczy mechanizm z Antikythery. Najbardziej zaawansowana i precyzyjnie wykonana konstrukcja jaką udało się odnaleźć z czasów starożytnych. (fot. Wikipedia)

Przytaczając ostatni wynalazek nie można nie wspomnieć też o innym wielkim uczonym tamtych czasów - Archimedesie (Grek, 287 – 212 p.n.e). Rozwój jego „zaawansowanych” maszyn wojennych został szeroko opisany w literaturze, warto więc zwrócić tutaj uwagę na jeden bardzo istotny mechanizm w nich wykorzystany. Brakuje jednoznacznych dowodów, że Archimedes wynalazł przekładnie zębate, ale nie brakuje wzmianek, które sugerują, iż dopracował technologię wytwarzania bardzo precyzyjnych kół zębatych wykorzystanych w pierwszym analogowym komputerze mechanicznym – Mechanizmie z Antikythery (1).

 

Dyskusja na temat tego, kto jest twórcą pierwszego robota trwa już od 1920 r., kiedy to Czech K. Čapka pierwszy raz użył tego wyrazu w swojej sztuce R.U.R. (Roboty Uniwersalne Rossuma) na określenie człekokształtnej maszyny, nieposiadającej uczuć, potrafiącej natomiast podejmować samodzielne decyzje (3).

 

Z początkami robotyki jest tak samo, jak z wynalezieniem ruchomej czcionki i drukiem pierwszych książek przez J. Gutenberga (Niemiec, 1400 – 1468) około roku 1450. Wiele źródeł dokumentuje podobne lub niemal identyczne wynalazki na terenie Chin i Korei już w 1041 r., a udoskonalane w późniejszych latach (2). Niemiecki wynalazca miał po prostu więcej szczęścia, że jego alfabet składał się z 25 podstawowych liter, a nie tak jak azjatycki 5 tys. i to właśnie on zapisał się na „kartach” historii.

 

Zdjęcie z przedstawienia teatralnego podczas, którego pierwszy raz w historii użyto słowa "ROBOT". (Fot. Wikimedia)

 

W źródłach drukowanych najczęściej przewijającym się nazwiskiem, wymienianym jako ojciec dzisiejszej robotyki, jest Al-Dżazari (Arab, 1150-1220), autor pierwszego podręcznika na ten temat, wydanego w 1206 r., pt. „Księga wiedzy o pomysłowych urządzeniach mechanicznych”. W czasach, gdy był on głównym inżynierem w pałacu Diyarbakir, skonstruował łódź (w podręczniku opisał ich 80 oraz 20 innych mechanizmów), która jest uważana za pierwszy w pełni programowalny mechanizm.

 

Statek grający napędzany opadającą wodą z zbiornika projektu Al-Dżazari . (fot. Wikimedia)

 

Łódka wcześniej wspomniana (i zaprezentowana powyżej) pływała po jeziorze i zabawiała gości pałacu melodią „wygrywaną” przez 4 manekiny na bębnach, flecie oraz harfie (2). Mechanizm ten był napędzany przez wypływającą ze zbiornika wodę, obracającą wał, na którym nałożone były koła zębate oddziałujące na „ręce” figurek z instrumentami. Urządzenie programowało się przez zmianę położenia kół zębatych na wale (czyli w ten sam sposób jak to się robiło przy obrabiarkach konwencjonalnych jeszcze 20 lat temu), czym można było zmieniać melodię wygrywaną przez statek. Kolejnym przykładem kreatywności arabskiego naukowca, wynalazkiem, bez którego nie mogłyby istnieć dzisiejsze manipulatory przemysłowe jest wielosegmentowa skrzynia biegów (4), która ponownie została wynaleziona dopiero w latach 80. XIX w. przez G. Daimlera lub W. Maybacha i zastosowana w samochodach, które produkowali. (To oni są założycielami firmy, którą potocznie nazywa się Mercedesem)

 

Pierwszy autonomiczny robot Elmer lub Elsie (obydwa były tej samej konstrukcji). (fot. http://www.theoldrobots.com)

Pierwsze autonomiczne roboty zostały skonstruowane dopiero w 1948 r. przez W.G. Waltera (Amerykanin, 1910-1977) i nosiły imiona Elmer i Elsie. Były to mechanizmy wyposażone w liczne czujniki, przypominające kształtem żółwie poruszające się po podłodze i potrafiące samodzielnie odnaleźć stacje ładowania, gdy poziom ich zasilania był bliski wyczerpaniu (2).

 

Na koniec chciałbym oficjalnie podziękować Jadwidze Woźnik, która to pomogła mi w tym obszernym tekście poradzić sobie z wyzwaniami j. polskiego (czyli wykonała korektę tekstu) i zaprosić Ci do kolejnej części  artykułu.

 

Część druga: Historia robotyki cz. 2. - Pierwszy manipulator

 

Odwołania
1. Britannica Encyklpedia. www.britannica.com/. [Online] 12 01 2017. https://www.britannica.com/biography/Ctesibius-of-Alexandria.
2. Challoner Jack. 1001 Wynalazków które zminiły świat. Poznań : Elipsa, 2009.
3. http://encyklopedia.pwn.pl. Encyklpedia PWN. [Online] [Zacytowano: 12 01 2017.] http://encyklopedia.pwn.pl/haslo/robot;3968150.html.
4. Automata of Al-Jazari. Istanbul : The Topkapı Palace Museum, 2003.
5. www.ifr.org. [Online] International Federation of Robotics. http://www.ifr.org/history/.

 

Komentarze

Podobało się?