Создание механических автоматов - начало пути к современному роботу
Начало истории технической разработки идеи антропоморфного, т.
е. похожего на человека по характеристикам и внешнему виду помощника,
уходит в глубь веков.
Пожалуй, первое литературное описание таких механизмов- человекоподобных
роботов можно встретить в "Илиаде" Гомера, созданной более двух с
половиной тысячелетий назад. Гомер так описывает золотых служанок,
сделанных Гефестом, богом огня и кузнечного дела:
...прислужницы, под руки взявши владыку, Шли, золотые, живым подобные
девам прекрасным, Кои исполнены разумом, силу имеют и голос, И которых
бессмертные знанию дел изучили.
Описания реально существовавших в древности автоматов и технических
игрушек- прообразов современных роботов можно встретить и в дошедших до
нас исторических источниках. Несмотря на скудность, а иногда и
сомнительную достоверность имеющихся сведений, они позволяют сделать
некоторые выводы. Во-первых, древние уже умели использовать для
приведения в действие своих механизмов различные источники энергии:
воду, пар и т. д. Во-вторых, они создавали довольно сложные устройства,
например, Аристотель (IV в. до н. э.) рассказывает о виденных им
механических театрах, в которых куклы приводились в движение с помощью
нитей.
В I в. н. э. Герон Александрийский, с именем которого связано создание
реактивной паровой турбины, описал в своих трудах наряду с этой турбиной
и ветряной мельницей еще и пневматические игрушки-автоматы.
В VI в. арабы, совершенствуя известные еще с третьего тысячелетия до н.
э. водяные часы, научились оснащать их механизмом, приводящим по
прошествии каждого часа в движение различные фигурки.
Создание самодвижущихся судов и других машин в XIII в. предвидел
английский ученый (францисканский монах) Роджер Бэкон. Примерно в это же
время в Европе появились первые механические башенные часы с одной
стрелкой. А два столетия спустя появились первые карманные пружинные
часы, изобретение которых приписывается голландскому мастеру Хенлейну,
сконструировавшему маятниковые часы.
Часовой механизм стал довольно широко использоваться в разного рода
автоматах, и прежде всего для приведения в действие всевозможных фигурок
ангелов, животных, которыми украшались дворцы правителей государств и их
вельмож. Технические возможности средневековья позволили уже создать и
первые подвижные человекоподобные механизмы. Впоследствии они получили
название андроидов (от греческого слова anthropos - "антропос", т. е.
человекоподобный). Знаменитый средневековый алхимик Альберт Великий еще
в XIII в. имел куклу-андроида, которая открывала и закрывала дверь,
кланяясь при этом входящим.
Однако настоящий расцвет механических автоматов приходится на XVIII в. В
1738 г. французский механик Жак Вокансон создал подлинное произведение
искусства - механических флейтиста и барабанщика, игравших на своих
инструментах. Флейтист в сидячем положении вместе со своим пьедесталом
достигал 170 см в высоту. Он играл двенадцать разных пьес, производя
звуки вдуванием воздуха изо рта в отверстие флейты и изменяя ее тоны
действием пальцев на отверстия инструмента. Другой андроид Вокансона
играл левой рукой на провансальской свирели, правой - на бубне и
прищелкивал языком по обычаю провансальских свирельщиков. Порхающая
жестяная утка того же механика - едва ли не самый совершенный из всех
известных автоматов. Она "не только подражала с необычайной точностью
всем движениям, крику и манерам поведения своего оригинала: плавала,
ныряла, плескалась в воде, но даже клевала пищу с жадностью живой утки и
выполняла до конца при помощи скрытых внутри нее химических веществ
обычный процесс пищеварения".
Рис.1. Механическая игрушка-автомат: писец,
водящий гусиным пером по бумаге.
Искусные человекоподобные автоматы были созданы также швейцарскими
часовщиками отцом и сыном Пьером и Анри Дро. Например, механический
писец (рис. 1), сконструированный Дро, окунал в чернильницу гусиное
перо, выводил им на бумаге фразу, а затем, сдвинув голову, оглядывал
написанное. После этого он посыпал бумагу песком и стряхивал ее. (Так в
те времена осушали чернила.)
Эти мастера со своими изделиями совершали многочисленные турне, вызывая
изумление современников. Однако эти изобретения едва не привели к
трагическому концу, так как испанская инквизиция, обвинив Анри Дро в
колдовстве, арестовала его и заключила в тюрьму. Обвинение в колдовстве
сегодня может вызвать только улыбку (хотя обвиняемым тогда было не до
смеха), но "святые отцы" имели на то свои основания: создавая механизмы
"по образу и подобию" человека, мастера брали на себя, с их точки
зрения, божественные функции, о чем в то время даже помышлять было
недопустимо. Таким образом, как и в других многочисленных случаях, в
вопросе создания автоматов наука опять вступила в конфликт с религией.
Автоматами интересовался выдающийся французский философ, физик и
математик Рене Декарт в связи с выдвинутой им теорией автоматизма в
поведении животных. Продолжил его изыскания французский философ и врач
Жюльен Офре де Леметри, автор книги "Человек-машина", название которой
говорит само за себя. Существование андроидов, выполняющих сложные
операции, служило поначалу веским аргументом в пользу теории Декарта и
Леметри. Хотя представление о человеческом организме как о
самозаводящейся машине, подобной часовому механизму, сегодня с научной
точки зрения не выдерживает никакой критики, в то время оно было шагом
вперед в попытке понять природу живого. Многие
замечательные механизмы были в различное время созданы русскими
умельцами. В 1606 г. в Московском Кремле был поставлен медный цербер -
злой пес "о трех головах", щелкающий зубами и извергающий пламя из
пастей и ушей. А в 1673 г. мастер на все руки Петр Высоцкий сделал для
Коломенского дворца механических рыкающих львов. Знаменитый
механик-самоучка И. П. Кулибин в это же время собрал часы с театральным
автоматом, а в 1820 г. в Петербурге был открыт "Храм очарований", в
котором прислуживали механические слуги.
Все эти, на первый взгляд, "несерьезные" изобретения были на самом деле
важным этапом развития техники. По словам К- Маркса, "...в XVIII в. часы
впервые навели на мысль применить автоматы (а именно пружинные) к
производству"1. Но все же они были очень далекими прообразами нынешних
промышленных роботов, так как действовали на основе принципов и законов
одной лишь механики. И хотя со временем для приведения в действие
различных механизмов и стали использовать тепловые и электрические
двигатели, это мало изменило суть применения машин на промышленных
предприятиях как механических помощников человека. Чтобы родилась
современная робототехника, потребовалось немало времени и научных
поисков для развития других, совершенно не связанных с механикой
областей науки и техники.
