Древняя робототехника — автоматон

19.11.2015, 00:07,
Наука и технологии

Просмотров: 0

Автоматон (automaton, от греческого αὐτόματον — действующий по собственной воле), кукла-автомат — самостоятельно действующий механизм (или совокупность механизмов), выполняющий с помощью внутреннего устройства определенный набор действий по жёстко заданной программе без непосредственного участия человека и имитирующий форму и движения человека либо животного.

Мифы разных народов с древнейших времен упоминают о механизмах, которые можно идентифицировать как автоматоны. Так в «Илиаде» Гомера рассказывается о том, как бог Гефест отковал необычные треножники для прислуживания гостям:

«…Двадцать треножников вдруг он работал,

В утварь поставить к стене своего благолепного дома.

Он под подножием их золотые колеса устроил,

Сами б собою они приближалися к сонму бессмертных,

Сами б собою и в дом возвращалися, взорам на диво» (пер. Н. Гнедича).

А в «Одиссее» упоминаются бессмертные собаки (золотая и серебряная) которых Гефест выковал, чтобы они охраняли дворец царя феакийцев Алкиноя. В мифе о Дедале говорится, что он не только высекал из мрамора скульптуры, но и заставлял их двигаться. Древнегреческий поэт Пиндар (522–442 до н. э.) писал о статуях с острова Родос, двигавшихся по колдовской воле жрецов Тельхинов.

В еврейской мифологии царь Соломон построил трон с механическими животными, которые приветствовали его, когда он садился на него — орел возлагал корону на его голову, голубь приносил ему свиток Торы, а золотые бык и лев помогали ему подняться на трон. Рассказывают об автоматонах и многочисленные китайские легенды.

Давайте узнаем об этом всем подробнее …-

В средние века подобные истории можно встретить в сказках «Тысячи и одной ночи», где упоминаются медные и железные статуи, оживлённые джиннами.

Впрочем, известно и о реальных механизмах, построенных в древнейшие времена. Уже тогда автоматоны широко использовались в ритуальных целях. Так, например, известно, что в Древнем Египте жрецы хранили статую Осириса, в глазницах которой в нужный момент вспыхивал огонь, а другие храмовые статуи имели механические руки управлявшиеся жрецами. Геродот упоминает говорящие статуи, которые стояли у ворот египетских храмов, изрекая волю богов. Они могли поворачивать головы, открывать глаза, ходить и… «по ночам охраняли храмы от грабителей».

В Древней Греции искусственных людей (автоматоны), называли андроидами, а их создателей – тавматургами.

В античном мире автоматоны использовались не только в ритуальных целях, но и в качестве игрушки и инструмента для демонстрации научных принципов, как например механизм, построенный греческим математиком Героном Александрийским. Устраивались также кукольные хороводы — куклы закреплялись на большом диске, который вращался под напором водяной струи, исполняли весьма затейливые танцы.

Одним из древнейших автоматонов о котором имеются достоверные сведения, считается механизм, сделанный в IV в. до н. э. греческим математиком Архитом Тарентским. Это был деревянный голубь, летавший «с помощью тайной пружины и опускавшийся на землю без малейшего затруднения».

Служанка-автоматон — изобретение Филона Византийского, механика III века до н. э. Это чудо древнегреческой робототехники предназначалось для вполне логичной цели — она наполняла чашу вином, смешивая затем его с водой. Подача жидкостей происходила из двух контейнеров с трубками, помещённых внутрь механизма.

В древнем Китае изготовлялись автоматоны, приводимые в движение пороховыми взрывами. Известны также и китайские куклы, которые кувыркаются под воздействием помещенной внутрь ртути, своей текучестью изменяющей центр тяжести.

Лао-Цзы упоминает об автоматоне построенном для императора Му Чжоу (1023-957 до н.э.) механиком Ян Ши – механическом «человеке» в натуральную величину. В V веке до нашей эры философ Мо-цзы писал о своем современнике Лу Бань, сделавшем искусственных деревянных птиц, которые могли летать.

В середине VIII века в дворцовом комплексе Багдада были построены первые автоматоны приводившиеся в движение силой ветра. Тогда же Халиф аль-Мухтар изумлял посетителей багдадского двора деревом из золота и серебра, в кроне которого на все голоса распевала целая стая механических птиц.

В IX веке братья Бану Муса изобрели автоматон играющий на флейте, который они описали в своей книге.

Али ибн Халаф аль-Маради написал в XI веке «Книгу тайн» — трактат, полностью посвященный постройке сложных автоматонов. В ней он описал конструкцию тридцати одного автоматона.

В начале ХIII века арабский механик Абу аль-Из ибн Исмаил ибн аль-Раззаз аль-Джазари написал трактат «Китаб фи марифат аль-хиял аль-хандасийя» («Книга знаний об остроумных механических устройствах»). В этой богато иллюстрированной книге он описал весьма сложные механизмы – например автоматон-лодку с четырьмя механическими музыкантами. Здесь также описывался автоматон «часы-слон», копию которого сегодня можно увидеть в торговом центре «Ибн Батута» в Дубае.

Абу аль-Из ибн Исмаил ибн аль-Раззаз аль-Джазари Иллюстрация в «Книге знаний об остроумных механических устройствах». Часы-слон, 1206 г.

С некоторым опозданием появились автоматоны и в средневековой Европе.

Есть легенда, что середине ХIII века монах-доминиканец Альберт фон Больштедт из Кёльна, прозванный современниками Великим, сделал железную служанку, которая умела ходить, двигать руками и даже говорить. Согласно другому варианту этой легенды автоматон Альберта Великого был не «служанкой» а «говорящей головой». Впрочем, финал у обеих версий легенды печально одинаков — Фома Аквинский, ученик Альберта, посчитал автоматон дьявольским творением и разбил его молотом.

Существует также легенда о летающей железной мухе построенной Альбертом В. Рожером Баконом (1214-1294 г.).

Впрочем, имеются и вполне достоверные сведения о автоматонах построенных в Европе тринадцатого века.

Так архитектор из Пикардии Виллар де Оннекур в своей рукописи по архитектуре, написанной в тридцатых годах тринадцатого века, описал зооморфные конструкции автоматонов, а также автоматона-ангела, который постоянно поворачивается лицом к солнцу.

Жак де Вокансон. Автоматон «Утка, принимающая пищу», 1739 г.

А в конце тринадцатого века Роберт II, граф Артуа в своем замке построил увеселительный сад, в котором для развлечения были устроены автоматоны – обезьяны-марионетки, механические птицы, механизированные фонтаны. Парк славился своими автоматонами еще в пятнадцатом веке, но был разрушен английскими солдатами в шестнадцатом веке.

В эпоху Возрождения идеей создания автоматонов увлекались Леонардо да Винчи, Альбрехт Дюрер, Галилео Галилей, Хуанело Турриано.

Леонардо да Винчи принадлежат чертежи автоматона датируемые приблизительно 1495 годом. Это была человеческая фигура в средневековых доспехах. Как и многие другие изобретения Леонардо, он не был построен. Однако в наше время итальянские исследователи по этим чертежам воссоздали замысел да Винчи. Этот автоматон может двигать руками, поворачивать голову и садиться.

В 1560 году придворный механик императора Священной Римской империи Карла V Хуанело Турриано сделал механического монаха. Автоматон ходил, крестился, поднимал распятие в левой руке, подносил крест к губам и целовал его, двигал глазными яблоками и шептал беззвучные молитвы. Автоматон передвигался на колёсиках скрытых под монашеским одеянием. Сегодня он хранится в Смитсоновском институте в США. Другой дошедший до наших дней автоматон Х. Турриано – «Лютнистка» был поострен им еще раньше в 1529 году.

В семнадцатом веке искусство создания автоматонов получает распространение во Франции. В 1649 году, для будущего короля Людовика XIV находившегося тогда в «нежном возрасте», ремесленники построили автоматон состоявший из нескольких миниатюрных придворных дамам, лакеев и лошадей, запряженных в экипажи.

Музыкальный автоматон – Шарманка. Франция, 1875 г.

Множество разнообразных автоматонов создали немецкие механики. В основу их действия был положен часовой механизм. Вскоре подобные механизмы широко распространились по всему миру. Так «итальянский» автомат отца Себастьяно был «подобен движущейся картине, по жанру – опере. Вся картина была шириною 16 дюймов и 4 линии, высотою в 13 дюймов и 4 линии, а толщиною в 1 дюйм».

Сохранились свидетельства существования автоматонов и в допетровской Руси. В частности имеются свидетельства того, что у Ивана Грозного был механический автоматон-слуга — «железный мужик». Купец Йохан Вем в своих дневниках приводит о нем следующие сведения: «Побил железный мужик на потеху пировавшим царского медведя, и бежал медведь от него в ранах и ссадинах … Железный мужик на удивление всем подносил царю чашу с вином, кланялся гостям и что-то напевал на этом невыносимом русском языке, который мне так никогда и не поддался».

А у царя Алексея Михайловича в Коломенском дворце по разные стороны от трона стояла пара механических львов, способных копировать некоторые движения настоящих животных.

Дальнейшие свидетельства существования «русских» автоматонов относятся уже к петровской и послепетровской эпохам.

Существует легенда о том, что после смерти Петра Великого его вдова императрица Екатерина I приказала сделать «Восковую персону» – механическую куклу, которая была точной копией почившего. У «Персоны» с помощью специальных шарниров двигались руки и ноги, а на голове был парик из волос Петра I. Изготовление этого автоматона якобы было поручено русскому естествоиспытателю, ученому и государственному деятелю Якову Брюсу. Впрочем, эта легенда имеет весьма слабое документальное подтверждение.

Автоматон «Рыцарь» воссозданный по рисунку Леонардо да Винчи.

Зато точно известно, что российский архитектор итальянского происхождения Джованни Фонтана создал «механического дьявола».

В XVIII веке своими автоматонами славились французские механики Ж. де Вокансон и Пьер Дюмулен.

Механик и часовщик Жак де Вокансон создал известный автоматон «Крысолов». Это был «пастух», который играл на барабане и флейте (причем имел весьма разнообразный репертуар). Этот автоматон был представлен автором Французской академии наук и имел большой успех. В 1738 году Вокансон построил свой второй автоматон «Ударник» который играл на цимбалах и барабане двадцать различных мелодий. А в 1739 году изобретатель построил автоматон известный как «утка Вокансона» или «утка, принимавшая пищу». Этот механизм стал первым способным имитировать процесс потребления пищи.

Другой изобретатель восемнадцатого века Фридрих фон Кнаус создал один из первых пишущих автоматонов.

Пожалуй, самым известным в истории создателем автоматонов был швейцарский часовщик из Ла-Шо-де-Фон Пьер Жак Дро. Три его шедевра – «Пианист», «Художник» и «Писатель» вызывали удивление и восхищение современников. «Пианист» — автоматон исполненный в виде женщины играющей на пианино состоит из двух с половиной тысяч деталей. Он не только играл на пианино — у него двигались глаза, руки, он «дышал» и даже кланялся в конце каждой музыкальной темы. «Художник» состоявший из двух тысяч деталей изображал ребенка, рисующего сидя за столом. Он мог выполнять до четырех рисунков, а также имитировал поведение человека – двигал руками, глазами и даже дул на бумагу, чтобы удалить лишний карандашный порошок. И наконец «Писатель» — самый сложный из трех автоматонов, состоит из шести тысяч деталей. Этот автоматон мог написать с помощью пера краткий текст размером до сорока слов, а также весьма успешно имитировал поведение пишущего человека. Все три автоматона сохранились и их можно увидеть в Музее искусств и истории Невшателя (Швейцария).

Вот тут мы очень подробно рассматривали Робота возрастом в 250 лет работает и сейчас

А в 1770 году изобретатель Вольфганг фон Кемпелен, служивший при дворе австрийской императрицы Марии Терезии, придумал для неё шахматный автоматон – «Турок», ставший впоследствии героем одной из фантасмагорий Гофмана. В течение более восьмидесяти лет «Турок» обыгрывал почти всех соперников, пока не выяснилось, что под шахматным столом прятался живой шахматист.

В XVIII веке большую популярность приобрели так называемые театры автоматонов, представляющие собой разновидность шарманки, дополненной подвижными фигурками. В ящике, отделанном как зал дворца, размещались маленькие фарфоровые куклы-музыканты. После завода пружины они начинали двигаться: скрипач водил смычком по крошечной скрипке, клавесинист опускал руки на клавиши инструмента, арфистка перебирала струны арфы. Пружина приводила в действие не только фарфоровых музыкантов, но и спрятанный внутри ящика музыкальный механизм, исполнявший несколько мелодий.

Чрезвычайно популярны автоматоны были в Японии и Китае XVIII-XIX веков. В Китае в эту эпоху получают распространение часы-автоматоны. А в Японии — автоматоны-каракури.

Выделяются три типа таких автоматонов: «Butai Karakuri», которые использовались в театре- «Zashiki Karakuri» — предназначенные для развлечений и «Dashi Karakuri» — использовавшиеся во время религиозных праздников.

Автоматон Karakuri Ningyo. Япония, Вторая половина XVIII — XIX первая половина века.

В 1845 году австрийский эмигрант Йозеф Фабер выставил в США «Удивительную говорящую машину», представлявшую собой механическую голову, отвечавшую на вопросы загробным монотонным голосом, на разных языках (но с немецким акцентом). Управлял машинной речью сам изобретатель с помощью клавишного инструмента, заставлявшего вибрировать по-разному настроенные металлические пластины. Его следующий автоматон «Эуфония» даже пел.

В 1868 году американский механик Цадок Дедерик изобрёл «парового человека», способного «тянуть в кэбе груз как три лошади, впряжённые в такую же повозку».

Вообще период между 1860 и 1910 годом считается «золотым веком автоматонов». В те годы в Париже процветало множество небольших семейных предприятий специализировавшихся на их изготовлении. Так производство механических кукол, которые могли ходить, открывать и закрывать глаза, наладил часовщик Ж. Н. Стейне.

Французский часовщик и ювелир Леопольд Ламберт в 1887 году основал в Париже компанию по выпуску музыкальных кукол-автоматов. Через год он уже получил золотую медаль на выставке в Барселоне, а в 1889 году — в Париже. Многие из его автоматонов сегодня украшают коллекцию французских кукол-автоматонов представленную в Национальном Музее Монако.

Славились своими куклами-автоматонами французские фирмы «Виши», «Леопольд Ламбер», «Флейшманн и Блёдель» (головы для их изделий поставляли в основном немецкие производители).

Французский иллюзионист (прозванный отцом современной магии), начинавший свою карьеру как часовщик, Жан Эжен Робер-Уден использовал автоматоны в своих представлениях. Из них самые известные — поющий «Бюст певицы» (впрочем, пел не автоматон, а спрятанная за кулисами живая певица) и «Кондитерская Пале-Рояль» — механический официант, разносящий по залу еду и напитки.

Но с началом Первой мировой войны производство автоматонов практически сходит на нет.

В ХХ веке на смену хитроумным атоматонам пришла эпоха массовой заводной игрушки. Что же касается старинных автоматонов, то они заняли свое место в музеях и частных коллекциях.

Но в том же ХХ веке возникло и особое направление в изготовлении автоматонов – аниматроника. Аниматроника это разработка и изготовление человекоподобных развлекательных машин для киноиндустрии и парков аттракционов. Особенно преуспела в этом компания «Walt Disney Pictures».

А вот в театре кукол автоматоны почти не используются. Причина этого кроется в том, что в их работе роль актера сведена к минимуму. Из немногих случаев их использования можно, пожалуй, вспомнить лишь спектакли «Три толстяка» по Ю. Олеше (кукла наследника Тутти) и «Соловей» по Г.-Х. Андерсену в московском Театре кукол имени С. В. Образцова.