10 fantastiske roboter bygget uten moderne teknologi

Ordet "robot" ble først myntet av Karel Capek i sci-fi-spillet R.U.R. ("Rossums universelle roboter") for å beskrive et kunstig menneske. Det er avledet fra det tsjekkiske ordet Robotnik, som betyr "arbeidstaker".

Moderne roboter har holdt tritt med den digitale revolusjonen og fremskritt innen kunstig intelligens. Men grunnleggende analoge mekanismer som etterligner menneskelig eller dyr handling har en lang historie. Selv om du har liten eller ingen interesse for robotteknikk, fascinerer disse gamle enhetene med deres oppfinnsomhet. Designet uten nytte av elektrisitet eller presisjonsutstyr, er de et testament til menneskehetens ubegrensede kreativitet.

10 Flyttende statuer

Den gamle litteraturen er full av historier om kunstige mennesker. Fremtredende blant disse er referanser til android som serverer jenter i Homers Iliaden og bevegelige statuer laget av Daedalus, far til den legendariske Icarus. Grekerne forholder seg også til at gudhephaistos ga kong Minos på Kreta en gigantisk metallmann som heter Talos, som forsvarte sitt rike. Talos var nesten uforgjengelig, og den eneste sårbarheten var sin ankel, hvor et rør med væske sprang nær metallhuden. Talos ble ødelagt når ankelen ble punktert og røret ble kuttet.

Historier om bevegelige statuer i det gamle Egypt inkluderer en av Ammons prester rundt 1100 B.C. Det valgte etter hvert den neste farao ved å strekke ut armen og velge et mannlig medlem av den kongelige familien. Flyttende statuer var åpenbart veldig nyttige som religiøs propaganda. I Egypt ble de ansett som fartøyene gjennom hvilke sjelen ble reinkarnert.

Disse maskinene kan ha vært mer enn myte. Skriftlige dokumenter avslører at gamle egyptere hadde nok kunnskap om grunnleggende mekanismer for å bygge ikke-digitale roboter eller automater. Den vanlige metoden benyttet et forseggjort system av tau og trisser. En hellig flamme ville tennes, oppvarme og utvide luften, og dermed aktivere systemet.

Denne prosessen ble videreutviklet og raffinert gjennom århundrene. Den greske Ctesibius av Alexandria bygget en automat som drives av kameraer (skiveformede enheter) som gjør det mulig å sitte eller stå som det ble flyttet i en prosesjon. Ingen av Ctesibius 'skrifter overlever, men senere gamle ingeniører refererer til hans planer for automat drevet av hydraulikk, damp og pneumatikk. Teknologien i alderen bare tillatt for begrenset, repeterende bevegelse, men vi kan fortsatt spore opprinnelsen til roboter til Ctesibius.

9The Claw

Strengt tatt var Archimedes kranlignende våpen ikke en robot fordi det trengte en kranoperatør. Men Claw var en forløper til den industrielle robotarmen som ble funnet i moderne fabrikker. Kløften løftet fiendeskipene kroppslig ut av vannet og veltet dem.

Det var ansatt mot de romerske inntrengerne i Syracuse i 213 B.C. Historikeren Polybius fortalte scenen da de romerske skipene nærmet seg byens seaward-vendte vegger. Den gigantiske hånden swooped ned på et målfartøy og "løftet skipets prow ut av vannet og stod opp vertikalt på sternen." Da operatøren "festet maskinen for å gjøre den ubrukt, og deretter ved en slags frigjøringsmekanisme, kast av kork og kappe. Skipene ble deretter kappet, listet dårlig, eller ble fylt av forvirring og mye sjøvann. "

Plutarch legger til, "Ofte ville det sees det skremmende skuespillet om et skip som løftes rent ut av vannet i luften og whirled om det hang der, til hver mann hadde blitt rystet ut av skroget og kastet i annen retning, etter at som det ville bli dashed tomt på veggene. "

Kløen var en søknad om to store arkimedes lover - loven til spaken og loven om oppdrift - for å overvinne skip som veier mange tonn. Kunnskap om krefter og likevekt ble brukt til å beregne den lille mengden kraft som kreves for å kapse et bysse.

Vi har ingen direkte bevis på at Archimedes faktisk bygde denne supervåpen, og gamle rapporter kan ha overdrevet sin dyktighet, selv om enheten noen gang ble brukt. Men nyere eksperimenter av ingeniører har bevist at Claw var teknologisk mulig på det tidspunktet.

8Stefemannen til Philon

Den greske oppfinneren Philon of Byzantium, som døde rundt 220 B.C., var kjent som "mekaniker" på grunn av sin imponerende tekniske ferdighet. De fleste av vår informasjon om ham kommer fra hans eneste overlevende arbeid, ni boken Kompendium av mekanikk. Han levde etter Ctesibius og fortsatte sin forgjengers forskning på hydraulikk og pneumatikk.

Bestill fem av mekanikk, den pneumatica (en avhandling på enheter som drives av luft- eller vanntrykk), beskriver en kvinnelig robot som Philon hadde skapt. Hun holdt en krukke vin i høyre hånd. Når en kopp ble plassert på venstre hånd, ville hun hente vinen inn i den, legge til vann og blande det inn i vinen hvis ønskelig. Gjennom et komplekst nettverk av beholdere, rør, luftrør og viklingsfjærer, som interaggerte gjennom variasjoner i vekt, lufttrykk og vakuum, hadde Philon konstruert en automat som kunne gjøre nyttig arbeid i stedet for å bare være en prop i religiøse seremonier.

Men den klare tilgjengeligheten av uttjent slavearbeid gjorde slike roboter unødvendige. Robotene måtte vente på en senere tid for å realisere sitt fulle potensiale. Philons arbeid påvirket neste generasjon forskere, spesielt Hero of Alexandria. Hans ideer gjennomførte også gjennom århundrene og inspirerte islamsk vitenskap i middelalderen.

7Hero Of Alexandria's Programmerbare Robot

Helt (eller Heron) av Alexandria (A.D. 10-70) var trolig den største oppfinner av antikken.Hans geniale enheter inkluderte myntopererte hellige vannautomater (prototypen til den moderne salgsautomat), automatiske dører og aeolipilen, som utnyttet dampkraft 1.700 år før James Watts dampmotor. Men en av Heroes mest kjempebra kreasjoner var den første programmerbare roboten, som han bygget langt tilbake i A.D. 60.

Enheten var en trehjulet vogn som bragte andre roboter til et stadium hvor de utførte for publikum. En fallende vekt trukket på et tau innpakket rundt vognens to uavhengige aksler. Ved hjelp av akselens pinner kan Hero variere hvordan tauet sår rundt akselen. Dette tillot ham å programmere robotens kurs og retning på forhånd. Helt gav imidlertid litt råd. Friksjon kan stave problemer, så maskinen trengte en jevn overflate å løpe på.

Datamaskinforsker Noel Sharkey fra University of Sheffield vurderer dette taubaserte kontrollsystemet som tilsvarer moderne binær programmering. Gammeldags bankkort operert på nøyaktig samme prinsipp. Ovenstående video viser Hero's robot i aksjon, som gjenopprettet av moderne ingeniører fra Heros beskrivelser.

6Lonardo's Knight And Lion

Å diskutere gamle roboter, det uunngåelige spørsmålet vil etter hvert komme opp, gjorde Leonardo da Vinci en? Med tanke på Leonardo's geni er det ikke overraskende at han dabbled i vitenskapen om kunstige mennesker og dyr.

Leonardo studerte heltenes verk og kombinerte denne forskerens innsikt med sin egen kunnskap om anatomi, metallbearbeiding og skulptur for å bygge sine egne kunstige vesener. Med sin forståelse av mekanikken til menneske- og dyrebevegelse (kinesiologi) konstruerte Leonardo mekaniske modeller av muskler og ledd. De flere sakte sidene fra Leonardos notatbok Codex Atlanticus (c.1497) kan ha inneholdt et avsnitt om robotikk.

For en eventyr i Milano bygget Leonardo en pansret ridder i stand til uavhengig bevegelse. Ved hjelp av trisser, vekter og gir kan ridderen sette seg, stå opp, flytte hodet og løfte visiret. Ved hjelp av fragmentariske beskrivelser som overlevde, gjenopprettet robotisten Mark Rosheim ridderen i 2002. Leonardos robotdesign var så effektiv at de selv fungerte som inspirasjon til Rosheims egne roboter for NASA.

En annen Leonardo-skapelse var et løve presentert for kong Francis I of France i 1515 som kunne gå alene. Når det stoppet, ville brystet åpne, avslørende buketter av liljer og blomster. I 2009 ble løven gjenopprettet fra Leonardos overlevende tegninger, som det kan ses i denne videoen.

5Bødmunken

Gianello Torriano var en av de beste italienske urmakere på 1500-tallet. Han ble ansatt av keiser Charles V i 1529 og gikk med ham til klosteret ved San Yustre ved Karls abdikasjon i 1555. Torriano prøvde å lindre keiserens depresjon ved å lage liten automat for å underholde ham.

Torriano hadde miniatyr soldater delta i kamp på spisebordet. Han hevdet etter hvert små fugler fra tre og fikk dem til å fly rundt i rommet og til og med ut av vinduene. En automat, Lady Lute Player, kan fremdeles ses på Kunsthistorisches Museum i Wien. Det virker ikke lenger, men det ble sagt å kunne ta små trippeltrinn i en rett eller sirkulær sti, strumpe lutten med sin høyre hånd og vri på hodet.

Smithsonian Institute, i mellomtiden, opprettholder en jobbsøking som tilskrives Torriano-den 39-centimeter (15 i) Bønn Monk. Tre- og jernautomaten går i en firkant og slår brystet med sin høyre arm mens du løfter og senker en rosenkrans med venstre, en gang imellem kysser den. Det kan slå og nikket på hodet, rulle øynene og murmure stille bønner med leppene sine.

Legenden sier at da Don Carlos, teenagesønnen til Philip II, lå ved å dø av en hodeskader som oppstod i høst, ba Philip og hele Spania for et mirakel. Benen til en munk som heter Diego de Alcala, som hadde vært død i et århundre, ble plassert ved siden av gutten. Den kvelden syntes friaren å Don Carlos og forsikret ham om at han ville komme seg. Don Carlos gjenvunnet bevisstheten og ble pleiet tilbake til helse. En takknemlig Philip bestilt Torriano for å skape et bilde av Fray Diego. Den penitielle munken, et vitenskapelig mirakel, var Philips svar på det guddommelige mirakel. San Diego, California ble også oppkalt etter Fray Diego de Alcala.

4Karakuri Ningyo

Den japanske kjærlighetsaffære med roboter kan spores tilbake i århundrer. De første japanske robotene ble opprettet under Edo-perioden (1603-1868). De ble kalt karakuri ningyo (grovt oversatt, "mekanisk dukke") og var sammensatt av tre, snor og tannhjul. Den japanske adopterte også Western Clockwork-teknologi for disse automatene.

De vanligste var zashiki karakuri, små husholdningsroboter som ga underholdning. Rekreasjonen illustrert ovenfor, for eksempel skyter piler med en bue. På den praktiske siden, noen karakuri kan tjene gjester te. Tilbakekalling av Philons mekanisme for maidservantroboten, karakuri ble aktivert ved å plassere en tekanne i hendene. Som med Hero's robotvogn, gjorde en justerbar fjær det mulig å programmere automaten for å krysse stråmatten til en av to posisjoner.

Da har vi dashi karakuri, som ble brukt på flyter under religiøse festivalen prosesser, mye som Ctesibius flytte statue. Disse automatene handlet ut gamle myter og legender. Endelig, den butai karakuri eller teaterautomat var påminnet statuer av Hero of Alexandria. Den japanske var så imponert over forestillingene til disse miniatyrskuespillerne at deres menneskelige kolleger forsøkte å etterligne sine bevegelser, snarere enn omvendt.

3Fløytespiller

Voltaire kalte det mekaniske geni Jacques de Vaucanson den "nye Prometheus" for sin tilsynelatende makt til å gi liv til livløs materiale. Da han var barn, studerte Jacques en kirkeklokke da han ventet på at moren skulle fullføre tilståelse. Jacques husket alle sine deler og klarte å gjenskape det hjemme. Han eksperimenterte med automata da han vokste opp. En dag ble Jacques syk, og i sin delirium drømte han om en android fløyte spiller. Så snart han gjenopprettet, begynte han å sette roboten sammen.

Først utstilt 11. februar 1738 var Flute Player en nesten umulig maskin å bygge, med tanke på at fløyten er en av de vanskeligste instrumentene for å spille i harmoni med virkelige mennesker. Notater er produsert ikke bare av fingerferdighet og pust, men også gjennom mengden luftblåst og hvordan flipperen former leppene. Men Jacques de Vaucanson klarte å bygge en robot som kunne spille 12 forskjellige låter. Han laget mekanismer for å etterligne hver muskel involvert i å spille fløyten.

Gjennom et system av bælger, rør og vekter, var Jacques i stand til å kontrollere luften som strømmer gjennom passasjer. Han utformet leppene for å åpne og lukke og bevege seg bakover og fremover. En metalltunge regulerte luftstrømmen og skapte pauser. Jacques robot pustet faktisk.

Jacques problem med fingrene var at selv om spakene hans produserte de riktige tiltakene, var trefingrene bare for stive for å skape de riktige lydene. For å simulere ekte fingre, monterte Jacques tresifrene med ekte hud for å gjøre dem myke.

Jacques de Vaucanson gjorde en annen automat, den mest berømte er en ande som ble defecated etter å ha spist. Men i motsetning til fløytespilleren var anda mer av et morsomt, triumferende triks enn et virkelig forsøk på å etterligne en levende skapning.

Ikikikik anykikikik any anyikk anyk any notkkk any any anyikk any any anyikk any for

På Neuchatels kunstmuseum og historie vest for Bern, Sveits, sitter en treårig barbarnspoeng foran et mahognybord, og skriver fulle bokstaver med en gåsfjær i sin høyre hånd. Det som ved første øyekast ser ut som en sjarmerende leketøydukke, er faktisk en ingeniørfag: forfederen til den moderne datamaskinen. Se nærmere, og du kan se øynene etter arbeidet. Det rister pennpennen etter å dyppe den inn i fargestoffet.

Bygget av den sveitsiske født urmakeren Pierre Jacquet-Droz på slutten av 1770-tallet, jobber The Writer's 6000 skreddersydde komponenter for å skape en helt selvstendig programmerbar skrivemaskin. Gutten er animert av en vev som vinder opp hovedspringene. Den kan skrive en tilpasset tekst på opptil 40 bokstaver med maksimalt fire linjer, takket være 40 kameraer som fungerer som et skrivebeskyttet program. Denne programmeringssystemdisken gjør det mulig å skrive uten ekstern inngrep. Forfatteren kan til og med bli avbrutt midt i en linje, og bli laget for å komponere en annen.

Jacquet-Droz hadde alltid blendet med sin automat. I retten til kong Ferdinand VI i Spania var folk overbevist om at hans livlige kreasjoner var hekseriets arbeid. For å unnslippe inkvisisjonen av trolldom, inviterte Jacquet-Droz storinquisitoren til å undersøke sin robot og dens indre mekanisme for å forsikre seg om at den beveget seg med rent naturlige midler.

The Writer er en av en trio av androids Jacquet-Droz bygget fra 1767 til 1774. De to andre, mindre komplekse enn The Writer, er Lady Musician og Draftsman. Det som gjør disse robotene spesielt bemerkelsesverdige var bruken av miniatyrisering. Alle mekanismer som opererer androider er vedlagt i kroppen, ikke på et møbel som følger med bordet, som det var vanlig. Denne miniatyriseringen gjorde synkronisering av alle deler vanskeligere, noe som gjør robotene, som fortsatt fungerer etter mer enn 200 år, jo mer fantastisk.

1 Dragetrekkeren

Vises ved Franklin Institute i Philadelphia, fortsetter en to århundres gammel automat som heter The Drawing Boy, tradisjonen med mekanisk magi som The Writer startet. Tegnepoenget var mesterverket av en annen sveitsisk urmakeren, Henri Maillardet. Som The Writer, påvirket den Martin Scorsese film Hugo, hvor en automat spiller en støttende rolle.

The Drawing Boy er fantastisk i sin kompleksitet. En bunke med roterende messingkamper styrer nøyaktig den frie og virkelige bevegelsen av armene. Det handler ikke bare om enkel geometri, som å flytte armen langs x, y, eller z akser. Hvis du tegner en rett diagonal linje, for eksempel, kreves armen å bevege seg tilbake mens du beveger deg fra side til side, ellers ville den tegne en bue.

Når en gang er oppløst, kan roboten produsere en tegning på omtrent tre minutter. Dette krever flere kameraer, og hvis en annen tegning er nødvendig, må maskinen flytte hele bunken med 3 millimeter (0,13 in) for å skifte til en annen bunke, eller prosessen brytes ned. Denne utrolige presisjonen oppnås av deler som stort sett ble gjort for hånd. Kameraene er i hovedsak skrivebeskyttet minne og gjør at gutten kan skrive tre dikt (to på fransk og en på engelsk) og lage fire tegninger, inkludert et kinesisk tempel.

Et par enklere kameraer styrer bevegelser av øyne og hode. I et stykke utmerket ytelseskunst slutter The Boy å skrive et øyeblikk, da cam stacken skifter, løfter hodet og ser ut med øynene, som om de tenker på hva de skal tegne neste. Deretter senker det hodet igjen når armen fortsetter sitt arbeid.