Współczesne roboty są już dalekie od swoich poprzedników i nie da się w nich rozpoznać historii pierwszych zmechanizowanych urządzeń. Były to jednak bardzo ciekawe automaty i roboty, które w swojej pracy wykorzystywały najbardziej nieprzewidywalne zasady i mechanizmy. Wśród nich jest nawet sztuczna kaczka! Poznaj siedem oryginalnych urządzeń z dawnych czasów, z których część jest nadal w użyciu, a część zaginęła i zachowała się jedynie w pamięci i dowodach literackich.

Rycerz Leonardo da Vinci

Wielki malarz i wynalazca Leonardo opracował wiele unikalnych urządzeń. Do jego dzieł zaliczał się nawet zegar hydrauliczny i lew-robot. Najwybitniejszym ze wszystkich był sztuczny człowiek w postaci uzbrojonego germańskiego rycerza. Założono, że będzie poruszany za pomocą mechanizmu z linkami, za pomocą których robot będzie poruszał głową, zginał ramiona i podnosił wizjer. Do dziś nie zachował się ani jeden kompletny szkic schematu obwodu maszyny, ale dowody potwierdzają, że Da Vinci faktycznie zbudował takiego rycerza w 1495 roku. W 2002 roku specjalista od robotów Mark Rosheim próbował odtworzyć urządzenie ze skrawków notatek. Urządzenie okazało się sprawne, co pozwala uznać Leonarda da Vinci za pioniera robotyki. Nie wszystkie jego wynalazki odniosły sukces, ale ten naprawdę działa i może zaimponować każdemu, kto interesuje się robotami i wszelkiego rodzaju mechanizmami – może konkurować z wieloma nowoczesnymi urządzeniami o podobnym charakterze.

Mechaniczny mnich

Mechaniczny mnich, który pojawił się w XVI wieku, był efektem dotrzymanej obietnicy króla Filipa II. Jego syn doznał urazu głowy, a król poprzysiągł, że uczyni cud, jeśli chłopiec wyzdrowieje. Kiedy zdrowie powróciło, król Filip II zamówił u zegarmistrza figurkę franciszkańskiego mnicha Diego de Alcala. W 1560 roku był już ukończony. Figurką sterowano za pomocą napinanej linki o różnej masie i poziomie oraz trzech małych kółek ukrytych pod szatą zakonną. Mnich mógł poruszać nogami, sprawiając wrażenie chodzenia, a także poruszał oczami, ustami i kiwał głową. Figurka prawdopodobnie sprawiała wrażenie modlącej się osoby. Urządzenie nadal działa i można je oglądać w Smithsonian Mechanical Museum w Waszyngtonie.

Latająca Orkiestra Al-Dżazari

Arabski matematyk Al-Jazari stworzył pod koniec XII wieku unikalne mechaniczne figurki. Stworzył robota nalewającego wino, zegar sterowany wodą oraz mechanizm do mycia rąk, który samodzielnie dozował mydło i ręczniki. Klejnotem kolekcji była automatyczna orkiestra, która mogła unosić się na wodzie i odtwarzać muzykę w trakcie jej ruchu. Zawierał cztery instrumenty - harfę, flet i dwa bębny. Dodatkowo w orkiestrze znajdowali się mechaniczni wioślarze, którzy mieli przenosić urządzenie przez jezioro. Mechanizm opierał się na obracającym się bębnie, który poruszał kablami, powodując powstawanie różnych dźwięków. Specjalne elementy sprawiały, że muzycy i wioślarze poruszali się realistycznie. Zmieniając bęben, można było zmienić graną melodię. Okazuje się, że orkiestra Al-Dżazariego była jednym z pierwszych w historii programowalnych komputerów. Niestety do dziś nie zachowała się ani jedna figura, rysunki i schematy zaginęły. Do dziś nie udało się odtworzyć urządzenia ani poznać dokładnej zasady jego działania – największy wynalazek kultury muzułmańskiej istnieje jedynie w dziełach literackich.

Gołąb Archytasa

Archytas był znanym matematykiem i politykiem. Według niektórych źródeł mógł być także twórcą robotyki. 350 p.n.e. wynalazł drewnianego gołębia poruszającego się pod wpływem pary. Mógł machać skrzydłami i wzbić się w powietrze. Schematy i prototypy nie zachowały się do dziś, więc współcześni naukowcy mogą się jedynie domyślać, jak działało urządzenie. Niektórzy uważają, że gołąb poruszał się na linie pod wpływem umieszczonego w środku sprężonego powietrza. Tak czy inaczej, to starożytne urządzenie wciąż oddziałuje na wyobraźnię – jest to jeden z pierwszych robotów w historii. Nie było żadnych prób odtworzenia urządzenia.

Srebrny Łabędź

Niesamowite urządzenie, które działa do dziś, powstało w 1773 roku. Dzięki złożonemu systemowi mechanizmów zegarowych robot w kształcie ptaka może poruszać się jak prawdziwy łabędź płynący w wzburzonym strumieniu. Ptak wygina szyję i otwiera dziób z imponującym realizmem, a wiele drobnych mechanizmów w całym ciele tworzy iluzję poruszającej się po bokach wody z poruszającymi się w niej rybami, które łabędź zdaje się łapać i zjadać. Wewnątrz znajduje się pozytywka, która towarzyszy występowi dźwiękami.

Roboty autorstwa Jacques’a Droza

Szwajcarski wynalazca Pierre Jacques Droz zasłynął jako twórca luksusowych zegarków, ale oprócz nich stworzył także trzy unikalne figurki mechaniczne. Pierwszą była lalka stworzona w 1768 roku. Była to figurka w postaci chłopca siedzącego przy biurku. Wykorzystując skomplikowany system tysięcy ruchomych części, robot mógł zanurzyć pióro w atramencie i napisać do czterdziestu liter na kartce papieru, które zostały wcześniej zaprogramowane. Następnie powstały dwie kolejne lalki, które działały na podobnej zasadzie – lalka artysty potrafiła narysować portret króla Ludwika XV, a muzyk wykonał na miniaturowych organach pięć różnych pieśni. Każdy robot miał wyrazistą twarz i oczy poruszające się w odpowiedzi na działania lalki. Grająca muzyka lalka mogła nawet oddychać i kłaniać się. Roboty Droza zadziwiały dworzan aż do końca XVIII wieku, po czym przekazano je do muzeum, gdzie są przechowywane do dziś. Co ciekawe, nadal działają.

Kaczka Vacançona

W 1730 roku francuski wynalazca Jacques Waccanson zachwycił publiczność kilkoma niesamowitymi robotami. Stworzył mechanicznego flecistę, który za pomocą sztucznych płuc wykonał repertuar składający się z dwunastu pieśni. Następnie stworzono robota grającego na trąbce i bębnie. Wykonywał melodie szybciej niż jakakolwiek żyjąca osoba. Arcydzieło Vacansona – mechaniczna kaczka – pojawiło się w 1739 roku. Ptak ten potrafił trzepotać skrzydłami, pluskać się w kałuży wody i zjadać ziarno z rąk widzów. „Trawiła” ziarna i wypróżniała się w postaci sprasowanych grudek na srebrnym talerzu. Niesamowity mechanizm działał przy pomocy wielu części i elementów. Elastyczna gumowa rurka służyła za jelito, na którym skupiano się głównie - jedzenie i trawienie pokarmu. Kaczka rozsławiła swojego twórcę na tyle, że przedstawił go rodzinom królewskim w całej Europie. Vacanson cieszył się szacunkiem samego Woltera, który porównał wynalazcę do Prometeusza i zauważył, że kaczka Vacansona reprezentuje chwałę Francji.

Około 1596 roku Leonardo da Vinci zaprojektował (i prawdopodobnie zmontował i przetestował) mechanicznego rycerza odzianego w zbroję, najwyraźniej pierwszego robota antropomorficznego.

Wewnątrz zbroi znajdował się mechanizm, który poruszał sztuczną osobą za pomocą linek i rolek, tworząc iluzję, że w środku znajduje się żywa osoba. Rycerz-robot mógł siedzieć, poruszać głową i ramionami oraz otwierać i zamykać usta w sposób anatomiczny. Potrafił także naśladować dźwięki – chodził przy akompaniamencie automatycznych bębnów.

Z rysunków artysty wynika, że ​​wszystkie części urządzenia miały wystarczającą koordynację: sterowanie nad nimi odbywało się za pomocą mechanicznego urządzenia sterującego, programowalnego poprzez bezpośrednie kodowanie, umieszczonego w klatce piersiowej robota, a nogi napędzane były oddzielnie, za pomocą zewnętrznego uchwytu ciągnącego kabel podłączony do najważniejszych ogniw w kostce, kolanie, biodrze.

Ramię sterujące robota rycerza

Rycerz Robot Da Vinci „ubrany” w zbroję typową dla Niemiec i Włoch końca XV wieku. Należy zauważyć, że w średniowieczu było tylko kilku wynalazców, którzy stworzyli takie konstrukcje dla rozrywki rodzin królewskich.

W 2005 roku pracownicy Wydziału Inżynierii Biochemicznej Uniwersytetu Connecticut rozpoczęli odtwarzanie Robot-Rycerza Da Vinci. Projekt będzie realizowany z wykorzystaniem technologii komputerowej: robot będzie zawierał elektroniczne wypełnienie, będzie miał bardziej rozwiniętą budowę ciała i sterowanie głosowe.

Model robota Da Vinci
Zdjęcie z oficjalnej strony Uniwersytetu Connecticut

Robot będzie miał obrotową szyję, dzięki której będzie mógł obrócić głowę w stronę poruszającego się obiektu. Android Leonarda da Vinci będzie sterowany za pomocą dwóch systemów poleceń: jeden reaguje na głos, drugi na polecenia komputera. Przekładnie i koła pasowe zostaną połączone z modelem mięśni imitującym naturalne ruchy człowieka.

Słowo „robot” zostało po raz pierwszy ukute przez Karela Capka w sztuce science fiction R.U.R., czyli Universal Robots Rossuma, na określenie sztucznego człowieka. Słowo „robot” pochodzi od czeskiego słowa robotnik, które oznacza „pracownik”.

Nowoczesne roboty dotrzymują kroku współczesnej rewolucji i postępowi sztucznej inteligencji. Jednak podstawowe mechanizmy analogowe naśladujące działania ludzi lub zwierząt istnieją już od dawna.

Nawet jeśli w ogóle nie interesujesz się robotyką, te starożytne urządzenia powinny Cię zafascynować swoją pomysłowością. Stworzone bez użycia prądu i precyzyjnych maszyn, są świadectwem nieograniczonego potencjału twórczego ludzkości.

Ruchome posągi

Literatura starożytna pełna jest opowieści o sztucznych ludziach. Możliwe odniesienia obejmują humanoidalne pokojówki z Iliady Homera i ruchome posągi stworzone przez Dedala, ojca legendarnego Ikara. Grecy wspominali także, że bóg Hefajstos uczynił kreteńskiego króla Minosa gigantycznym mężczyzną z brązu imieniem Talos, który chronił jego królestwo.

Talos był praktycznie niezniszczalny, a jego jedynym słabym punktem była pięta, w miejscu, gdzie żyła krwi biegła blisko metalowej skóry. Talos został zniszczony poprzez przekłucie kostki i przecięcie żyły.

Historie o ruchomych posągach w starożytnym Egipcie opisują posąg wykonany przez kapłanów Ammona około 1100 roku p.n.e. mi. Posąg wybierał kolejnego faraona, wyciągając rękę i wskazując na męskiego członka rodziny królewskiej. Ruchome posągi były oczywiście bardzo przydatne w propagandzie religijnej. W Egipcie uważano je za naczynia, za pomocą których dusze odradzały się.

Być może te maszyny były dalekie od mitologii. Pisemne dowody wskazują, że starożytni Egipcjanie posiadali wystarczającą wiedzę na temat podstawowych zasad mechanicznych, aby budować roboty niecyfrowe, czyli tak zwane automaty. Zwykła metoda budowy obejmowała system lin i kół pasowych. Zapalił się święty płomień, ogrzewając i rozszerzając powietrze, co aktywowało system.

Na przestrzeni wieków proces ten był udoskonalany i udoskonalany. Grecki Ktesibius z Aleksandrii zbudował automat sterowany mechanizmem krzywkowym (urządzeniami w kształcie dysku), który pozwalał mu siedzieć lub stać poprzez zmianę postawy. Do dziś nie zachowało się żadne z dzieł Ktezybiusza, nawet pisane, ale później starożytni inżynierowie nawiązywali do jego planów dotyczących automatów napędzanych hydrauliką, parą i pneumatyką. Ówczesna technologia pozwalała automatom wykonywać jedynie ograniczoną liczbę tych samych ruchów, ale nadal możemy prześledzić początki robotów aż do Ktezibiusza.

"Pazur"

Ściśle mówiąc, przypominająca dźwig broń Archimedesa nie była robotem, ponieważ wymagała operatora dźwigu. Jednak Pazur był prekursorem przemysłowego ramienia robota spotykanego w nowoczesnych fabrykach. Talon podniósł wrogie statki z wody i przewrócił je.

Został opracowany specjalnie przeciwko rzymskim najeźdźcom Syrakuz w 213 rpne. mi. Historyk Polibiusz opisał scenę, gdy rzymskie statki zbliżyły się do murów miejskich zwróconych w stronę morza. Gigantyczna ręka spadła na flotę wroga i „podniosła dziób statku z wody i umieściła go pionowo na rufie”. Następnie operator „zabezpieczył maszynę, unieruchamiając ją, a następnie uruchomił jakiś mechanizm, który zwolnił hak i łańcuch. Następnie statki albo wywróciły się i słabo pływały, albo były wypełnione zamieszaniem i wodą morską”.

Pazur Archimedesa

Plutarch dodaje: „Często obserwowano straszliwy spektakl: statek uniósł się z wody w powietrze i obracał się w jednym miejscu, aż wszyscy zostali wytrząśnięci i wyrzuceni w nieokreślonym kierunku”.

Pazur był znakomitą realizacją dwóch wielkich praw Archimedesa – prawa dźwigni i prawa wyporu, które razem mogły wywrócić wielotonowe statki. Do obliczenia małej siły, jaką należy zastosować, wykorzystano wiedzę o siłach i równowadze.

W rzeczywistości nie mamy bezpośrednich dowodów na to, że Archimedes kiedykolwiek stworzył tę superbroń, a starożytni historycy mogliby oczywiście znacznie wyolbrzymić jego zasługi, nawet gdyby takie urządzenie naprawdę istniało. Jednak ostatnie eksperymenty inżynierów dowiodły, że w tamtym czasie Talon był technologicznie możliwy.

Pokojówka Filona

Grecki wynalazca Filon z Bizancjum, który zmarł około 220 roku p.n.e. BC, był znany jako Mechanicus ze względu na swoje imponujące osiągnięcia inżynieryjne. Większość informacji na jego temat znamy z jego jedynego zachowanego dzieła, dziewięciotomowego zbioru „Kolekcja mechaniki”. Żył po Ktesibiuszu i kontynuował badania swojego poprzednika w dziedzinie hydrauliki i pneumatyki.

Księga piąta, „Pneumatyka” (traktat o urządzeniach działających na ciśnienie powietrza lub wody), opisuje robota żeńskiego stworzonego przez Filona. W prawej ręce trzymała dzban z winem. Po umieszczeniu kielicha na jej lewej dłoni nalewała do niego wino, dodawała wodę i mieszała wodę, jeśli właściciel sobie tego życzył. Poprzez złożoną sieć pojemników, rurek, rurek powietrznych i krętych sprężyn, które oddziałują z ciężarem, ciśnieniem powietrza i próżnią, Philo zbudował automat, który mógł wykonywać pożyteczną pracę, a nie być po prostu rekwizytem podczas ceremonii religijnych.

Jednak dostępność taniej niewolniczej siły roboczej szybko wyeliminowała potrzebę stosowania robotów. Robotyka musiała poczekać na później, aby wykorzystać swój potencjał. Prace Filona wywarły wpływ na następne pokolenie naukowców, w tym na Czaplę z Aleksandrii. Ponadto jego idee przechodziły przez wieki i inspirowały naukę islamską w średniowieczu.

Programowalny robot Czapli Aleksandryjskiej

Czapla z Aleksandrii (10–70 rne) była prawdopodobnie najwybitniejszym wynalazcą starożytności. Do jego pomysłowych urządzeń należą dystrybutory wody święconej na monety (prototyp nowoczesnych automatów sprzedających), automaty i prosta turbina parowa (silnik Herona, czyli eolipil), napędzana parą 1700 lat przed wynalezieniem maszyny parowej przez Jamesa Watta. Jednym z najgenialniejszych wynalazków Herona był pierwszy programowalny robot, który stworzył już w 60 roku naszej ery. mi.

Urządzeniem był trójkołowy wózek, który przewoził inne roboty na scenę, gdzie występowały przed publicznością. Ładunek zawieszono na linie owiniętej wokół dwóch niezależnych osi wózka. Używając kołków, Heron mógł zmienić sposób owinięcia liny wokół osi. Pozwoliło mu to wstępnie zaprogramować ruch i kierunek robota. W trakcie swoich eksperymentów Heron poznał jedną prostą, ale ważną prawdę: tarcie może zakłócać ruch robota, dlatego potrzebna jest gładka powierzchnia.

Informatyk Noel Sharkey z Uniwersytetu w Sheffield uważa, że ​​ten oparty na linach system sterowania jest odpowiednikiem współczesnego programowania binarnego. Stare karty dziurkowane działały na tej samej zasadzie.

Rycerz i lew Leonarda da Vinci

Żadna dyskusja na temat starożytnych robotów nie jest kompletna bez wspomnienia zasług Leonarda da Vinci. Biorąc pod uwagę geniusz Da Vinci, nie jest zaskakujące, że próbował swoich sił w tworzeniu sztucznych ludzi i zwierząt.

Leonardo studiował prace Herona i połączył swoją wiedzę z własną wiedzą z zakresu anatomii, obróbki metali i rzeźby, aby stworzyć własne sztuczne stworzenia. Dzięki znajomości mechaniki ruchów ludzi i zwierząt (kinezjologii) Leonardo był w stanie zbudować mechaniczne modele mięśni i stawów. Kilka brakujących stron z notatnika Leonarda Codex Atlanticus mogło być poświęconych robotyce.

Na zawody w Mediolanie Leonardo zbudował własnego rycerza w zbroi, który mógł poruszać się samodzielnie. Za pomocą kół pasowych, wag i przekładni rycerz mógł usiąść, wstać, poruszyć głową i podnieść przyłbicę. Wykorzystując fragmenty opisów, które pozostały z tamtych czasów, robotyk Marc Rosheim odtworzył rycerza w 2002 roku. Projekty robotów Leonarda były tak skuteczne, że zainspirowały własne roboty Rosheima w NASA.

Kolejnym dziełem Leonarda był lew podarowany królowi Francji Franciszkowi I w 1515 roku. Lew potrafił chodzić samodzielnie. Kiedy się zatrzymał, jego klatka piersiowa się otworzyła i pojawiły się w niej bukiety róż i lilii. W 2009 roku odtworzono lwa według rysunków Leonarda.

Modlący się mnich

Gianello Torriano był jednym z najlepszych włoskich zegarmistrzów XVI wieku. Wstąpił na służbę cesarza Karola V w 1529 r. i udał się z nim do klasztoru w San Justre po abdykacji Karola w 1555 r. Torriano próbował złagodzić depresję cesarza, tworząc dla jego rozrywki małe automaty.

Torriano miał miniaturowych żołnierzyków, którzy walczyli na stole. Podaje się, że wyrzeźbił z drewna małe ptaki, które latały po pokoju, a nawet na ulicy. Jeden automat, Lady Lute Player, można zobaczyć w Kunsthistorisches Museum w Wiedniu. Nie pracuje już, ale nadal potrafi stawiać małe kroki po linii prostej lub zakrzywionej, prawą ręką grać na lutni i przechylać głowę.

Smithsonian Institution dysponuje jednak działającym urządzeniem przypisywanym Torriano – 39-centymetrowemu modlącemu się mnichowi. Po placu chodzi automat z drewna i żelaza, prawą ręką bije się w pierś, lewą dotyka różańca, czasem go całuje. Może się odwrócić i kiwnąć głową, przewrócić oczami i szeptać ciche modlitwy.

Legenda głosi, że kiedy Don Carlos, młody syn Filipa II, umierał w wyniku urazu głowy spowodowanego upadkiem, Filip i cała Hiszpania modlili się o cud. Obok chłopca złożono relikwie nieżyjącego od stu lat mnicha Diego de Alcala. Tej nocy duch mnicha ukazał się Don Carlosowi i powiedział mu, że chłopiec wyzdrowieje. Don Carlos odzyskał przytomność, a następnie wyzdrowiał. Wdzięczny Filip zlecił Torriano stworzenie wizerunku św. Diego. Modlący się mnich, cud naukowy, był odpowiedzią Filipa na święty cud. Na cześć Diego de Alcala nazwano także miasto San Diego w Kalifornii.

Karakuri ningyo

Miłość Japończyków do robotów sięga głęboko w przeszłość. Pierwszy japoński robot powstał w epoce Edo (1603 – 1868). Nazywała się karakuri ningyo (lalka mechaniczna) i była złożona z drewna, sznurków i śrub. Japończycy pożyczyli także zachodni mechanizm zegarowy do tego automatu.

Jeszcze bardziej powszechne były zashiki karakuri, małe roboty domowe, których zadaniem było zabawianie Japończyków. Mogli na przykład strzelać strzałami. Niektóre karakuri mogły nawet poczęstować gości herbatą. Jeśli przypomnimy sobie mechanizm Philo, roboty Karakuri również zostały aktywowane po umieszczeniu kubka na dłoni automatu. A jeśli pamiętacie zrobotyzowany wózek Herona, dzięki konfigurowalnemu sznurkowi możliwe było zaprogramowanie karakuri tak, aby poruszało się po macie w dwóch kierunkach.

Były też karakuri dashi, których używano podczas procesji religijnych na festiwalach, jak ruchomy posąg Ktezybiusza. Te automaty odgrywały starożytne mity i legendy. Do przedstawień używano także Butai karakuri, czyli automatów teatralnych. Japończykom bardzo podobały się te miniaturowe aktorki, których ruchy starano się naśladować – a nie odwrotnie, jak mogłoby się wydawać.

"Flecista"

Voltaire nazwał geniusza mechanicznego Jacques’a de Vaucansona „Nowym Prometeuszem” ze względu na jego niesamowitą moc nadawania życia materii nieożywionej. Będąc jeszcze dzieckiem, Jacques przyglądał się kościelnemu zegarowi, czekając, aż matka zakończy spowiedź. Jacques zapamiętał wszystkie szczegóły zegarka i odtworzył je w domu. Dojrzewszy trochę, zaczął eksperymentować z automatami. Pewnego dnia Jacques zachorował i w delirium ukazał mu się android grający na flecie. Gdy Jacques stanął na nogi, natychmiast zaczął urzeczywistniać robota.

Wprowadzony po raz pierwszy 11 lutego 1738 roku fletista był maszyną praktycznie niemożliwą do zbudowania; Biorąc pod uwagę, że flet jest jednym z najbardziej skomplikowanych instrumentów, gra w harmonii z prawdziwymi ludźmi była dla „Flecisty” nieopisanie trudna. Jednak Jacques de Vaucansonowi udało się stworzyć robota, który potrafił grać 12 różnych melodii. Wszystkie mechanizmy zostały zbudowane tak, aby imitować każdy mięsień zaangażowany w grę na flecie.

Używając systemu miechów, rur i łusek, Jacques mógł kontrolować powietrze przepływające przez kanały. Zaprojektował usta, które mogły się otwierać i zamykać oraz poruszać do przodu i do tyłu. Metalowy język regulował przepływ powietrza i tworzył przerwy. Robot Jacques’a rzeczywiście oddychał.

Problem, na który natrafił Jacques, dotyczył palców – drewniane palce były zbyt sztywne, aby wydawać pożądane dźwięki, mimo że wszystkie dźwignie działały prawidłowo. Aby imitować prawdziwe palce, Jacques pokrył drewniane kończyny prawdziwą skórą, nadając im miękkość.

Jacques de Vaucanson stworzył inne automaty, z których najsłynniejszym była kaczka oddająca kał po jedzeniu. Jednak w przeciwieństwie do Flecisty kaczka była raczej zabawnym bibelotem niż wartościowym projektem mającym na celu odtworzenie funkcji żywej istoty.

"Pisarz"

W Muzeum Sztuki i Historii w Neuchâtel, na zachód od Berna w Szwajcarii, trzyletni bosy chłopiec siedzi przy mahoniowym stole i zapisuje całe słowa gęsim piórem w prawej ręce. To, co na pierwszy rzut oka wydaje się uroczą lalką, jest w rzeczywistości cudem inżynierii: przodkiem współczesnego komputera. Przyjrzyj się bliżej i zobacz, jak jego oczy podążają za tym, co robią jego ręce. Chłopiec potrząsa gęsim piórem po zanurzeniu go w kałamarzu.

Stworzona przez urodzonego w Szwajcarii zegarmistrza Pierre'a Jaqueta-Droza pod koniec lat siedemdziesiątych XVIII wieku maszyna Writer składa się z 6000 pojedynczych elementów, które współpracują ze sobą, tworząc całkowicie samodzielną programowalną maszynę do pisania. Chłopiec może napisać dowolny tekst składający się z czterdziestu słów w czterech linijkach, dzięki 40 kamerom, które działają tylko jako czytnik. System ten pozwala na pisanie tekstu bez jakiejkolwiek ingerencji z zewnątrz. „Pisarz” może nawet zatrzymać się w środku wiersza i zacząć pisać nowy tekst.

Jacquet-Droz wiedział, jak zaskoczyć ludzi swoimi automatami. Na dworze króla Hiszpanii Ferdynanda VI panowało przekonanie, że stworzenia Jaqueta-Droza są rodzajem czarów. Aby uniknąć oskarżeń Inkwizycji o czary, Jaquet-Droz zaprosił Wielkiego Inkwizytora i przedstawił mu robota i jego wewnętrzne mechanizmy do badań. Żadnej magii.

„Pisarz” był jednym z trzech androidów stworzonych przez Jaqueta-Droza w latach 1767-1774. Pozostałe dwie, mniej skomplikowane niż Pisarz, są reprezentowane przez Muzyczkę i Rysownika. Roboty te są interesujące ze względu na miniaturyzację ich wewnętrznych mechanizmów. Wszystkie znajdują się w ciałach, a nie, jak to zwykle bywało, na pobliskich meblach. Miniaturyzacja wymagała bardziej złożonego dostosowania wszystkich części mechanizmu, ale dzięki temu roboty nadal funkcjonują 200 lat po ich stworzeniu. I dlatego są niesamowite.

„Rysunek chłopca”

Wystawiony w Instytucie Franklina w Filadelfii ponad dwustuletni automat „Boy Drawing” kontynuuje tradycję magii mechanicznej zapoczątkowaną przez „Pisarza”. „Boy Drawing” to arcydzieło innego szwajcarskiego zegarmistrza, Henriego Mallardeta. Podobnie jak Pisarz, zainspirował Martina Scorsese do nakręcenia filmu Hugo, w którym automat odgrywa drugoplanową rolę.

„The Drawing Boy” zachwyca swoją złożonością. Zbiór obrotowych mosiężnych krzywek precyzyjnie kontroluje niezwykle płynne i realistyczne ruchy dłoni. To nie jest prosta geometria jak poruszanie ręką po osi x, y czy z. Na przykład, aby narysować prostą ukośną linię, dłoń musi się stale obracać, w przeciwnym razie narysuje łuk.

Po włączeniu robot może rysować w ciągu trzech minut. W procesie tym bierze udział wiele szczęk i jeśli potrzebny jest inny wzór, maszyna musi przesunąć cały stos szczęk o 3 milimetry, aby przejść na inny stos, w przeciwnym razie cały proces zostanie zakłócony. Niesamowitą precyzję osiąga się dzięki temu, że niemal wszystkie części wykonano ręcznie. Drawing Boy potrafi napisać trzy wiersze (dwa po francusku i jeden po angielsku) i wykonać cztery rysunki, w tym chińską świątynię.

Kilka prostych kamer kontroluje ruchy oczu i głowy. Podczas procesu malarskiego chłopiec zatrzymuje się na moment, w którym przesuwa się stos pięści, podnosi głowę i przez chwilę patrzy w dal, jakby zastanawiał się, co dalej narysować. Następnie opuszcza głowę i ręka kontynuuje tworzenie.

Jeśli chodzi o malarstwo, najczęściej wspomina się Da Vinci, ale wśród jego wielu dzieł znalazły się niesamowite wynalazki, a jednym z nich był humanoidalny robot.

Leonardo bardzo dobrze znał mechanikę, anatomię i właściwości różnych materiałów. Często mistrz stworzył coś, czego jego współcześni nie rozumieli, a dopiero wieki później naukowcy byli zdumieni, gdy znaleźli jego rysunki. Geniusz starannie szyfrował swoje notatki, co tylko przysporzyło badaczom problemów, a część z jego notatek zniknęła na zawsze. Dlatego każde znalezisko, każda udana próba rozszyfrowania, każdy odtworzony model staje się sensacją.

Trochę o mistrzu

Przyszły artysta, rzeźbiarz, architekt, pisarz, naukowiec i inżynier urodził się w 1452 roku w pobliżu florenckiego miasta Vinci.

Był nieślubnym synem notariusza Pierrota i chłopki. Nie miał nazwiska: „da Vinci” jest dodatkiem do imienia, tłumaczy się jako „od Vinci” i wskazuje miejsce jego urodzenia. Leonardo studiował we Florencji u artysty Andrei del Verrocchio.

Oprócz nauk humanitarnych i artystycznych studiował chemię, modelarstwo, metalurgię, rysunek, pracował z gipsem, skórą i metalem. W wieku 20 lat wstąpił do cechu św. Łukasza i otrzymał status mistrza. Już w czasie nauki utalentowany uczeń opanował techniki malarskie lepiej niż jego mentor. Da Vinci zajmował się malarstwem, rzeźbą i freskami oraz wykonywał zamówienia zamożnych ludzi.

Jednocześnie badał budowę ludzkiego ciała, dokonywał sekcji zwłok i starannie szkicował narządy, szkielet i mięśnie, często pod różnymi kątami. Jego podejście zostało później wykorzystane przy sporządzaniu atlasów anatomicznych. Leonardo prowadził eksperymenty z zakresu hydrauliki i pneumatyki, wykorzystując siłę wody i powietrza do wprawiania maszyn w ruch. Opracowywał komponenty i całe mechanizmy, z których część była przeznaczona do działań bojowych.

Geniuszowi nic nie wydawało się zbyt mało znaczące, był właścicielem ogromnej liczby wynalazków z różnych dziedzin życia, od gotowania po aeronautykę. Nawet rozrywka spragnionej spektakli publiczności zasługiwała na wymyślenie czegoś wyjątkowego: Leonardo da Vinci stworzył właśnie w tym celu słynnego robota.

Niektóre wynalazki Leonarda

Da Vinci udoskonalił swoją technikę malarską, jego obrazy wyglądają znacznie bardziej realistycznie niż obrazy jego poprzedników. Zdał sobie sprawę, że światło jest rozproszone w powietrzu pomiędzy obiektem a obserwatorem, w wyniku czego kontury obiektów tracą wyrazistość. Leonardo potrafił to przekazać na swoich obrazach i uzasadnić zjawisko w teorii. Technika ta nazywa się „sfumato”, co w tłumaczeniu z włoskiego oznacza „znikanie jak dym”. Inni artyści szybko docenili nową technikę i przyjęli ją.

Obserwacje, zainteresowanie anatomią, a także studiowanie dzieł architekta i naukowca Witruwiusza, żyjącego w Cesarstwie Rzymskim w I wieku p.n.e., doprowadziły do ​​powstania rysunku Człowieka witruwiańskiego. Ilustracja ta zawiera adnotacje wyjaśniające podstawowe matematyczne proporcje ciała. Inżynierskie myślenie Leonarda przyniosło owoce.

Jego wynalazki wyprzedzały swoją epokę, wciąż zadziwiają wyobraźnię, bo modele zbudowane według rysunków sprzed pięciuset lat sprawdzają się doskonale.

Modele Leonarda da Vinci

• Drewniany wózek, który sam się porusza, napędzany jest sprężynami i posiada także hamulec. Taki renesansowy samochód został z sukcesem wprowadzony na rynek na początku XXI wieku.
• Spadochron Da Vinci, wykonany z drewna i płótna, miękko wylądował testera, który odważył się skoczyć z wysokości trzech tysięcy metrów.
• Samolot, który zdaniem ekspertów przypomina samolot, nie będzie mógł wystartować, choć upór, z jakim kapitan próbował unieść mężczyznę w powietrze, jest godny szacunku.
• Nie mniej interesujące są osiągnięcia militarne Da Vinci. Czołg – zamknięty rydwan z bronią – miał chronić piechotę i zadawać wrogowi jak największe obrażenia. Do obsługi tej jednostki potrzebnych było osiem osób.
• Mosty, które można było łatwo przenosić i instalować, z pewnością cieszyły się zainteresowaniem ówczesnych generałów. Ogromna katapulta z kołnierzem śrubowym miała strzelać kamieniami.

Urządzenia te pozostały na papierze, inny okazał się los zamka koła, który był aktywnie używany w broni palnej XV-XVII wieku.

Od 1516 roku Leonardo mieszkał we Francji, gdzie zaprosił go Franciszek I i zajmował się organizacją uroczystości dworskich. Dlatego część wynalazków była potrzebna, aby zabawiać monarchę i jego świtę. Da Vinci miał doskonałą okazję do kontynuowania swoich badań, projektowania mechanizmów, testowania ich w działaniu, demonstrowania widzom i otrzymania godnej nagrody za swoją pracę.

Sporządzał diagramy i opisy, posługując się kodem i celowo dodając do rysunków niepotrzebne elementy, prawdopodobnie po to, aby pomysły nie mogły zostać skradzione i zrealizowane przez kogoś innego. Robot-rycerz Leonarda da Vinci, który został odkryty w połowie XX wieku, nie był wyjątkiem.

Arkusze z rysunkami sztucznej osoby odnalazł w 1957 roku Carlo Pedretti. Same nagrania powstały w roku 1495 lub 1496, brak jednak wiarygodnych informacji, czy ktoś widział robota Leonarda w akcji. Mark Rosheim, amerykański inżynier robotyka, rozpoczął badania obwodu w 1996 r., a w 2002 r. udało mu się zademonstrować androida, o którym zapomniano przez pięć stuleci. Inny badacz, Mario Taddei, przeprowadził kolejną rekonstrukcję, która okazała się bliższa pierwotnemu projektowi. Mechanizm jest sprawny, wszystkie jego części działają zgodnie z oczekiwaniami.

Da Vinci dobrze wiedział, jak zbudowane są ludzkie mięśnie, ścięgna i stawy, rozumiał mechanikę ruchów istot żywych. Budując robota Leonarda zachowano wszystkie proporcje znane z Człowieka witruwiańskiego. Aby zapobiec upadkowi androida, jego środek ciężkości powinien zawsze znajdować się nad stopami, a ramiona, biodra i kostki powinny leżeć w tej samej płaszczyźnie. Drewniane złącza, cięgna z drutu i stalowy szkielet ukryte są pod niemiecko-włoską zbroją średniowiecza.

Rycerz robota Da Vinci

Mechaniczne stworzenie może obracać głowę, otwierać i zamykać usta, poruszać ramionami, siadać i wstawać. Ruchy są bardzo wiarygodne, a to wszystko dzięki systemowi rolek i linek. W klatce piersiowej androida znajduje się urządzenie sterujące, jest mechaniczne, wykorzystuje zasadę bezpośredniego kodowania. Górna i dolna połowa urządzenia sterowana jest oddzielnie: węzły w kostkach, kolanach i biodrach można kontrolować za pomocą uchwytu zewnętrznego.

Robot-rycerz Da Vinci jest w stanie utrzymać w rękach wszystko, więc możliwe, że został zaprojektowany z myślą o jakichś ceremoniach lub rozrywce. Aby samochód mógł przez jakiś czas poruszać się bez udziału ludzi, Leonardo mógł zastosować koła wodne lub mechanizm korbowy. Zasady konstrukcji tego modelu stały się podstawą kolejnego opracowania – mechanicznego lwa dla Franciszka I.

Maszyny wynalezione przez Da Vinci wydają się w oczach współczesnych ludzi naiwne i nieskomplikowane. Ale ich prostota jest genialna, a pojawienie się późniejszych analogów potwierdza, że ​​Leonardo myślał we właściwym kierunku. Robotyka XXI wieku czerpie inspirację z jego twórczości. Naukowcy chcą stworzyć tego samego robota, ale dodają elektronikę i niezbędne programy. Nowe wcielenie musi wykonywać polecenia głosowe i komputerowe. Starożytny android został zrozumiany i zaakceptowany nawet po setkach lat.

7 wynalazków naukowych Leonarda da Vinci

Niedawno stały się znane szkice Leonarda da Vinci dla mechanicznego rycerza.

Rycerz-robot mógł usiąść, obracać ramiona, poruszać głową, otwierać i zamykać szczękę.

Robot został zaprojektowany tak, aby móc trzymać coś w dłoniach. Działaniem ramion miało sterować mechaniczne, programowalne urządzenie umieszczone w klatce piersiowej. Nogami trzeba było sterować za pomocą korby poruszającej linkę połączoną z nogami.

36 lat po powstaniu szkiców pomysł mechanizmu robota rycerskiego posłużył jako podstawa do samobieżnego mechanicznego lwa, który powstał na zlecenie Medyceuszy. Kiedy Franciszek1 wstąpił na tron ​​przed nim, królem Francji, był lew, który był w stanie ruszyć się ze swojego miejsca. Michelangelo Buanorotti w książeczce wydanej we Florencji w 1600 roku również wspomina o tym automacie – mechanicznym lwie, który przeszedł kilka kroków. Niestety, robotyczny lew Leonarda da Vinci nie przetrwał

Automaty te były poprzednikami robotów mobilnych.

Czy wiedziałeś?

Tarcza Gorgony Meduzy

Pewnego dnia znajomy wieśniak poprosił ojca Leonarda o znalezienie artysty, który namalowałby okrągłą drewnianą tarczę. Ser Pierrot dał tarczę swojemu synowi. Leonardo postanowił przedstawić głowę gorgony Meduzy i aby wizerunek potwora wywarł odpowiednie wrażenie na widzach, jako tematy wykorzystał jaszczurki, węże, koniki polne, gąsienice, nietoperze i „inne stworzenia” „od z których różnych, łącząc je na różne sposoby, stworzył potwora bardzo obrzydliwego i strasznego, który zatruwał swoim oddechem i podpalał powietrze.

Rezultat przekroczył jego oczekiwania: kiedy Leonardo pokazał ojcu ukończoną pracę, przestraszył się. Syn powiedział mu: „To dzieło służy celowi, dla którego zostało wykonane. Więc bierzcie i rozdawajcie, bo takiego efektu oczekuje się od dzieł sztuki.” Ser Piero nie oddał chłopowi dzieła Leonarda: otrzymał kolejną tarczę, kupioną od handlarza śmieciami. Ojciec Leonardo sprzedał we Florencji tarczę Meduzy, otrzymując za nią sto dukatów. Według legendy tarcza ta przeszła w ręce rodziny Medyceuszy, a kiedy została utracona, suwerenni właściciele Florencji zostali wypędzeni z miasta przez zbuntowany lud.

* Gorgony w mitologii starożytnej Grecji to potwory o wężowych włosach, córki bóstwa morskiego. Jedna z nich, gorgona Meduza, potrafiła urzekać ludzi swoim spojrzeniem; spojrzenie Meduzy zamieniało wszystkie żywe istoty w kamień.

Pasja Leonarda

Hobby Leonarda obejmowało nawet gotowanie i sztukę serwowania. W Mediolanie przez 13 lat był kierownikiem uczt dworskich. Wynalazł kilka urządzeń kulinarnych ułatwiających pracę kucharzy. Oryginalne danie Leonarda – cienko pokrojone duszone mięso z warzywami na wierzchu – cieszyło się dużym zainteresowaniem na dworskich biesiadach.

Pismo Leonarda

Leonardo równie dobrze radził sobie prawą i lewą ręką. Mówi się nawet, że różnymi rękami potrafił pisać różne teksty jednocześnie. Jednak większość swoich dzieł pisał lewą ręką, od prawej do lewej. Niektórzy uważają, że jego lustrzany charakter pisma był cechą indywidualną Leonarda, tj. Łatwiej mu było pisać w ten sposób niż normalnie.