Автомат ( / ɔː ˈ t ɒ m ə t ən / ; мн.: автоматы или автоматы ) — относительно самодействующая машина или механизм управления, предназначенный для автоматического выполнения последовательности операций или ответа на заранее определенные инструкции . [1] Некоторые автоматы, такие как бойки колоколов в механических часах, созданы для того, чтобы создать у случайного наблюдателя иллюзию того, что они действуют по своей собственной силе или воле, как механический робот. Этот термин уже давно широко ассоциируется с автоматизированными марионетками, напоминающими движущихся людей или животных, созданными для того, чтобы производить впечатление и/или развлекать людей.
Аниматроники — это современный тип автоматов с электроникой , часто используемый для изображения персонажей или существ в фильмах и на аттракционах тематических парков.
Слово «автомат» — латинизация древнегреческого αὐτόματον , автомат , (средний род) «действующий по собственной воле». Это слово впервые было использовано Гомером для описания автоматического открытия двери [2] или автоматического движения колесных треножников. [3] Его чаще используют для описания неэлектронных движущихся машин, особенно тех, которые напоминают действия человека или животного, например, домкраты на старых общественных часах с боем или кукушка и любые другие анимированные фигуры на кукушке. Часы .
В древнеегипетских легендах статуи божеств, в основном сделанные из камня, металла или дерева, были анимированы и играли ключевую роль в религиозных церемониях. Считалось, что у них есть душа (а кꜣ ), происходящая от божества, которое они представляют. В Новом царстве Египта , с 16 века до нашей эры до 11 века до нашей эры, древние египтяне часто обращались за советом к этим статуям. Статуи отвечали движением головы. Согласно египетским преданиям, фараон Хатшепсут отправила свой отряд в «Землю благовоний» после консультации со статуей Амона. [4]
В греческой мифологии есть множество примеров автоматов : Гефест создал автоматы для своей мастерской; [5] [6] Талос был искусственным человеком из бронзы; Король Файака Алкинус нанял золотых и серебряных сторожевых псов . [7] [8] Согласно Аристотелю , Дедал использовал ртуть , чтобы заставить свою деревянную статую Афродиты двигаться. [9] [10] В других греческих легендах он использовал ртуть, чтобы придать голос своим движущимся статуям.
Автоматы в эллинистическом мире предназначались как инструменты, игрушки, религиозные зрелища или прототипы для демонстрации основных научных принципов. Многочисленные водяные автоматы построил Ктесибий , греческий изобретатель и первый руководитель Великой Александрийской библиотеки ; например, он «использовал воду, чтобы издать свисток и заставить двигаться модель совы. Он изобрел первые в мире «часы с кукушкой»» . [a] Эта традиция продолжилась в Александрии такими изобретателями, как греческий математик Герой Александрийский (иногда известный как Герон), чьи труды по гидравлике , пневматике и механике описывали сифоны , пожарную машину , водный орган , эолипил и программируемая тележка. [11] [12] Филон Византийский прославился своими изобретениями.
Известно, что сложные механические устройства существовали в эллинистической Греции , хотя единственным сохранившимся примером является Антикитерский механизм , самый ранний известный аналоговый компьютер . [13] Считается, что часовой механизм пришел родом с Родоса , где, по-видимому, существовала традиция машиностроения; остров славился своими автоматами; процитируем седьмую олимпийскую оду Пиндара :
Однако информация, полученная в результате недавнего сканирования фрагментов, указывает на то, что он мог происходить из колоний Коринфа на Сицилии и предполагает связь с Архимедом .
Согласно еврейской легенде , царь Соломон использовал свою мудрость, чтобы сконструировать трон с механическими животными, которые приветствовали его как царя, когда он взошел на него; садясь, орел возлагал ему на голову корону, а голубь приносил ему свиток Торы . Говорят также, что когда царь Соломон взошел на трон, механизм был приведен в движение. Как только он ступил на первую ступеньку, золотой бык и золотой лев протянули по одной ноге, чтобы поддержать его и помочь подняться на следующую ступень. С каждой стороны животные помогали королю подняться, пока он удобно не уселся на трон. [14]
В древнем Китае любопытное описание автоматов можно найти в тексте Ли Цзы , который, как полагают, возник около 400 г. до н. э. и составлен примерно в четвертом веке н. э. В нем есть описание гораздо более ранней встречи между королем Чжоу Му (1023–957 гг. До н. э.) и инженером-механиком, известным как Ян Ши, «ремесленником». Последний с гордостью подарил королю очень реалистичную и детализированную фигуру человека в натуральную величину, сделанную его механической работой:
Король в изумлении уставился на фигуру. Оно шло быстрыми шагами, двигая головой вверх и вниз, так что любой мог принять его за живого человека. Мастер коснулся его подбородка, и он начал петь совершенно в такт. Он коснулся его руки, и он начал позировать, сохраняя идеальный такт... Когда представление подходило к концу, робот подмигнул глазом и заигрывал с присутствующими дамами, после чего король пришел в ярость и хотел, чтобы Йен Ши [Янь Ши] был казнен на месте, если бы последний в смертельном страхе не разобрал робота на части, чтобы тот увидел, что это такое на самом деле. И действительно, это оказалась всего лишь конструкция из кожи, дерева, клея и лака, окрашенная в разные цвета: белый, черный, красный и синий. Внимательно осмотрев его, царь нашел все внутренние органы целыми: печень, желчь, сердце, легкие, селезенку, почки, желудок и кишечник; и снова над ними мускулы, кости и конечности с их суставами, кожей, зубами и волосами, все они искусственные... Король попробовал эффект удаления сердца и обнаружил, что рот больше не может говорить; он отнял печень, и глаза уже не могли видеть; он отобрал почки, и ноги потеряли способность передвигаться. Король был в восторге. [15]
Другие известные примеры автоматов включают голубя Архита , упомянутого Авлом Геллием . [16] Подобные китайские рассказы о летающих автоматах написаны философом- мохистом Моцзы V века до нашей эры и его современником Лу Банем , которые создали искусственных деревянных птиц ( майюань ), которые могли успешно летать, согласно Хань Фэй Цзы и другим текстам. [17]
Традиция производства автоматов продолжалась в греческом мире даже в средние века. Во время своего визита в Константинополь в 949 году посол Кремоны Лиутпранд описал автоматы во дворце императора Феофила , в том числе
«львы, сделанные из бронзы или дерева, покрытого золотом, которые ударяли хвостами о землю и рычали с раскрытой пастью и дрожащим языком», «дерево из позолоченной меди, ветви которого наполнены птицами, также сделанными из позолоченной бронзы, и эти издавали крики, соответствующие их виду» и сам «императорский трон», который «был сделан таким хитрым образом, что в один момент он опускался на землю, а в другой момент поднимался выше и можно было увидеть его сверху. воздух." [18]
Подобные автоматы в тронном зале (поющие птицы, ревущие и движущиеся львы) описал современник Луитпранда византийский император Константин Багрянородный в своей книге De Ceremoniis (Perì tês Basileíou Tákseōs).
В середине VIII века были построены первые ветряные автоматы: «статуи, которые вращались вместе с ветром над куполами четырех ворот и дворцового комплекса Круглого города Багдада ». «Публичное зрелище статуй, приводимых в движение ветром, имело свой частный аналог во дворцах Аббасидов , где преимущественно выставлялись автоматы различных типов». [19] Также в 8-м веке мусульманский алхимик Джабир ибн Хайян (Гебер) включил рецепты создания искусственных змей , скорпионов и людей , которые будут подлежать контролю их создателя, в свою закодированную Книгу камней . В 827 году аббасидский халиф аль-Мамун имел в своем дворце в Багдаде серебряно-золотое дерево , имевшее черты автомата. На качающихся ветвях этого дерева, построенного мусульманскими изобретателями и инженерами , автоматически пели металлические птицы . [20] [ нужна страница ] Аббасидский халиф аль-Муктадир также имел в своем дворце в Багдаде в 917 году серебряно-золотое дерево , на котором птицы хлопали крыльями и пели. [21] В 9 веке братья Бану Муса изобрели программируемый автоматический флейтист и описали его в своей «Книге гениальных устройств» . [22]
Аль-Джазари описал сложные программируемые гуманоидные автоматы среди других машин, которые он спроектировал и построил, в « Книге знаний об изобретательных механических устройствах» в 1206 году. [23] Его автомат представлял собой лодку с четырьмя автоматическими музыкантами, которые плавали по озеру, чтобы развлекать гостей на королевских питьях. стороны. [24] Его механизм имел программируемую драм-машину с колышками ( кулачками ), которые натыкались на маленькие рычаги , управляющие перкуссией . Барабанщика можно было заставить играть разные ритмы и рисунки на барабанах, если перемещать колышки. [25]
Аль-Джазари сконструировал автомат для мытья рук , впервые применив смывной механизм, который сейчас используется в современных туалетах . На нем изображена женщина-автомат, стоящая у тазика с водой. Когда пользователь тянет рычаг, вода сливается, и автомат снова наполняет таз. [26] Его «павлиний фонтан» представлял собой еще одно более сложное устройство для мытья рук, в котором гуманоидные автоматы выступали в роли слуг , предлагающих мыло и полотенца . Марк Э. Рошейм описывает это следующим образом: «Если потянуть за пробку на хвосте павлина, вода вытечет из клюва; когда грязная вода из чаши заполнит полое основание, поплавок поднимается и приводит в действие рычажный механизм, в результате чего сзади появляется фигура слуги. дверь под павлином и предложить мыло. Когда используется больше воды, второй поплавок на более высоком уровне спотыкается и вызывает появление второй фигурки слуги - с полотенцем!" [27]
Таким образом, Аль-Джазари, похоже, был первым изобретателем, проявившим интерес к созданию человекоподобных машин для практических целей, таких как управление окружающей средой для обеспечения человеческого комфорта. [28] Ламия Балафрей также указала на преобладание фигуры автоматизированного раба в трактате аль-Джазари. [29] Автоматизированные рабы были частым мотивом в древней и средневековой литературе, но их описание в технической книге встречалось не так часто. Балафрей также писал об автоматизированных рабынях, которые появлялись в хронометристах и устройствах для подачи жидкости в средневековых арабских источниках, тем самым предполагая связь между феминизированными формами труда, такими как ведение домашнего хозяйства, средневековое рабство и воображаемой автоматизацией. [30]
В 1066 году китайский изобретатель Су Сун построил водяные часы в форме башни с механическими фигурками, отбивающими часы. [31]
Самарангана Сутрадхара , санскритский трактат Бходжи (11 век), включает главу о строительстве механических устройств (автоматов), в том числе механических пчел и птиц, фонтанов в форме людей и животных, а также кукол мужского и женского пола, которые наполняли масляные лампы, танцевали , играл на инструментах и воспроизводил сцены из индуистской мифологии. [32] [33] [34]
Виллар де Оннекур в своем альбоме для рисования 1230-х годов изобразил ранний спусковой механизм на рисунке под названием « Как заставить ангела продолжать указывать пальцем на Солнце с ангелом, который постоянно поворачивался бы лицом к Солнцу». Он также нарисовал автомат птицы с шарнирными крыльями, что привело к реализации их конструкции в часах. [ нужна цитата ]
В конце тринадцатого века Роберт II, граф Артуа , построил в своем замке в Эсдене сад для развлечений , который включал в себя несколько автоматов в качестве развлечений в обнесенном стеной парке. Работу проводили местные рабочие под руководством итальянского рыцаря Рено Куанье. В него входили марионетки-обезьяны, солнечные часы, поддерживаемые львами и «дикими людьми», механизированные птицы, механизированные фонтаны и орган с меховым механизмом. Парк славился своими автоматами еще в пятнадцатом веке, прежде чем был разрушен английскими солдатами в шестнадцатом веке. [35] [36] [37]
Китайский писатель Сяо Сюнь писал, что, когда основатель династии Мин Хунву (годы правления 1368–1398) разрушал дворцы Ханбалыка , принадлежавшие предыдущей династии Юань , среди многих других механических устройств были обнаружены автоматы, имевшие форму тигры. [38]
Эпоха Возрождения стала свидетелем значительного возрождения интереса к автоматам. Трактаты Героя были отредактированы и переведены на латынь и итальянский язык. Гидравлические и пневматические автоматы, подобные описанным Героем, были созданы для садовых гротов .
Джованни Фонтана , падуанский инженер, в 1420 году разработал Bellicorum Instrumentorum Liber [b] , который включает в себя марионетку верблюда , управляемую одетым приматом, вдвое превышающим рост человека, и автомат Марии Магдалины. [40] Он также создал механических дьяволов и животных-автоматов с ракетными двигателями. [ нужна цитата ]
_3.jpg/1280px-Statues_on_Prague_Astronomical_Clock_2014-01_(landscape_mode)_3.jpg)
Несмотря на свою функциональность, ранние часы также часто создавались как новинки и очки, объединяющие функции автоматов. Многие большие и сложные часы с автоматизированными фигурами были построены как публичные зрелища в центрах европейских городов . Одними из самых ранних таких больших часов были Страсбургские часы, построенные в 14 веке и занимающие всю сторону стены собора. В нем содержался астрономический календарь, автоматы с изображением животных, святых и жизни Христа. Часы функционируют и по сей день, но с момента их постройки претерпели несколько реставраций. Пражские астрономические часы были построены в 1410 году, а с 17 века к ним добавлялись анимированные фигуры. [41] Многочисленные часовые автоматы были изготовлены в 16 веке, в основном ювелирами вольных имперских городов Центральной Европы. Эти чудесные устройства нашли дом в кунсткамере или Вундеркаммерне княжеских дворов Европы.
В 1454 году герцог Филипп создал развлекательное шоу под названием « Экстравагантный праздник фазана» , которое должно было побудить пэров герцога принять участие в крестовом походе против османов, но в конечном итоге превратилось в грандиозную демонстрацию автоматов, гигантов и гномов. [42]
На банкете в честь Камиллы Арагонской в Италии в 1475 году присутствовал автоматизированный верблюд, похожий на настоящего. [43] Зрелище было частью более крупного парада, который продолжался несколько дней.
Леонардо да Винчи нарисовал сложного механического рыцаря, которого он, возможно, построил и выставил на празднике, устроенном Людовико Сфорца при миланском дворе около 1495 года. Конструкция робота Леонардо не была открыта заново до 1950-х годов. Позже была построена функциональная копия, которая могла двигать руками, поворачивать голову и сидеть. [44]
Да Винчи часто приписывают создание механического льва , которого он подарил королю Франсуа I в Лионе в 1515 году. Хотя никаких записей об оригинальном дизайне устройства не сохранилось, воссозданная версия этого предмета находится в замке Кло-Люсе . [45]
В коллекции Смитсоновского института есть заводной монах высотой около 15 дюймов (380 мм), возможно, датируемый 1560 годом. Монах приводится в движение пружиной с ключевым заводом и идет по квадратной дорожке, ударяя себя в грудь правую руку, поднимая и опуская небольшой деревянный крест и четки в левой руке, поворачивая и кивая головой, закатывая глаза и произнося тихие похороны. Время от времени он подносит крест к губам и целует его. Считается, что монах был изготовлен Хуанело Турриано , механиком императора Священной Римской империи Карла V. [46]
Первое описание современных часов с кукушкой было сделано аугсбургским дворянином Филиппом Хайнхофером в 1629 году. [47] Часы принадлежали курфюрсту Августу фон Саксену . К 1650 году работа механических кукушек была понята и широко распространена в справочнике Афанасия Кирхера по музыке Musurgia Universalis . В первом документальном описании работы механической кукушки описывается механический орган с несколькими автоматизированными фигурами. [48] В Германии 18-го века часовщики начали производить часы с кукушкой на продажу. [41] Магазины часов, торгующие часами с кукушкой, стали обычным явлением в регионе Шварцвальд к середине 18 века. [49]
В начале 17 века в Японии в качестве марионеток « каракури » были приняты заводные автоматы. В 1662 году Такэда Оми завершил свой первый бутай каракури , а затем построил несколько таких больших кукол для театральных выставок. В период Эдо (1603–1867) куклы Каракури пережили золотой век . [50]
.jpg/1280px-Russia_2541_-_Peacock_Clock_(4109434719).jpg)
Новое отношение к автоматам можно найти у Рене Декарта , когда он предположил, что тела животных представляют собой не что иное, как сложные машины: кости, мышцы и органы можно заменить шестернями , поршнями и кулачками . Таким образом, механизм стал эталоном, с которым сравнивали Природу и организм . [51] Франция в 17 веке была родиной тех гениальных механических игрушек , которые должны были стать прототипами двигателей промышленной революции . Так, в 1649 году, когда Людовик XIV был еще ребенком, ремесленник по имени Камю спроектировал для него миниатюрную карету и лошадей с лакеями, пажем и дамой внутри кареты; все эти фигуры демонстрировали идеальное движение. По сообщению П. Лабата, генерал де Женн сконструировал в 1688 году, помимо машин для артиллерийского и навигационного дела, павлина, который ходил и ел. Афанасий Кирхер изготовил множество автоматов для создания иезуитских представлений, в том числе статую, которая говорила и слушала через переговорную трубку .
Первым в мире успешно построенным биомеханическим автоматом считается «Флейтист» , способный играть двенадцать песен, созданный французским инженером Жаком де Вокансоном в 1737 году . от кряканья и взмахов крыльев – создавал ложную иллюзию еды и испражнения, что, по-видимому, поддерживало картезианские идеи о том, что животные - не более чем машины из плоти. [52]
В 1769 году шахматная машина под названием «Турк» , созданная Вольфгангом фон Кемпеленом , обошла дворы Европы , выдавая себя за автомат. [53] : 34 Турок обыграл Бенджамина Франклина в шахматы, когда Франклин был послом во Франции. [53] : 34–35 Турком на самом деле управлял изнутри скрытый человек-директор, и он не был настоящим автоматом.
Среди других производителей автоматов 18-го века - плодовитый швейцарец Пьер Жаке-Дро (см. Автоматы Жаке-Дро ) и его сын Анри-Луи Жаке-Дро, а также его современник Анри Майярде . Майярде, швейцарский механик, создал автомат, способный рисовать четыре картинки и писать три стихотворения. Автомат Майярде теперь является частью коллекции Музея науки Института Франклина в Филадельфии . Бельгиец Джон Джозеф Мерлин создал механизм автомата «Серебряный лебедь» , который сейчас находится в музее Боуз . [54] Музыкальный слон, сделанный французским часовщиком Юбером Мартине в 1774 году, является одной из достопримечательностей поместья Уоддесдон . [55] «Тигр Типу» — еще один пример автоматов конца XVIII века, сделанный для Типу Султана , на котором изображен европейский солдат, которого терзает тигр. Екатерине Великой из России были подарены очень большие и сложные часы «Павлин» , созданные Джеймсом Коксом в 1781 году, которые сейчас выставлены в Эрмитаже в Санкт-Петербурге .
По словам философа Мишеля Фуко , Фридрих Великий , король Пруссии с 1740 по 1786 год, был «одержим» автоматами. [56] По словам Мануэля де Ланды , «он собрал свои армии как хорошо смазанный часовой механизм, компонентами которого были роботы-воины».
В 1801 году Жозеф Жаккар построил свой ткацкий станок , который автономно управлялся с помощью перфокарт.
Автоматы, особенно часы, были популярны в Китае в XVIII и XIX веках, и товары производились для китайского рынка. Большой интерес китайских коллекционеров к 21 веку привел к появлению на рынке многих интересных предметов, где они получили впечатляющую реализацию. [57]
Знаменитый фокусник Жан-Эжен Робер-Уден (1805–1871) был известен созданием автоматов для своих сценических представлений. [58] [53] : 33 Автоматы, действовавшие в соответствии с набором заданных инструкций, были популярны среди магов того времени. [53] : 33
В 1840 году итальянский изобретатель Инноченцо Манцетти сконструировал автомат, играющий на флейте , в форме человека в натуральную величину, сидящего на стуле. Внутри кресла были спрятаны рычаги, шатуны и трубки сжатого воздуха , которые заставляли губы и пальцы автомата двигаться по флейте по программе, записанной на цилиндре, аналогичном тем, которые используются в пианино . Автомат приводился в действие часовым механизмом и мог исполнять 12 различных арий. Во время представления он поднимался со стула, склонял голову и закатывал глаза.
Период с 1860 по 1910 год известен как «Золотой век автоматов». Механические гадалки с монетоприемником появились на тротуарах Великобритании и Америки. [59] В этот период в Париже процветало множество небольших семейных компаний по производству автоматов. Из своих мастерских они экспортировали тысячи часовых автоматов и механических певчих птиц по всему миру. Хотя эти французские автоматы сейчас редки и дороги, они привлекают коллекционеров по всему миру. Основными французскими производителями были Bontems , Lambert, Phalibois, Renou, Roullet & Decamps , Theroude и Vichy.
Теория абстрактных автоматов началась в середине 20-го века с конечных автоматов [60] и применяется в отраслях формальных и естественных наук , включая информатику , физику , биологию , а также лингвистику .
Современные автоматы продолжают эту традицию, делая акцент на искусстве, а не на технологической сложности. Современные автоматы представлены произведениями Механического театра Кабаре в Великобритании , Томаса Кунца , [61] Артура Гансона , Джо Джонса и Le Défenseur du Temps французского художника Жака Монестье.
С 1990 года голландский художник Тео Янсен строит большие автоматизированные конструкции из ПВХ, называемые страндбистами (пляжное животное), которые могут передвигаться с помощью энергии ветра или сжатого воздуха. Янсен утверждает, что он хочет, чтобы они автоматически развивались и развивали искусственный интеллект , чтобы стада свободно бродили по пляжу.
Британский скульптор Сэм Смит (1908–1983) был известным производителем автоматов. [62] [63] [64]
В 2016 году программа NASA Innovative Advanced Concepts изучала марсоход Automaton Rover for Extreme Environments , предназначенный для длительного выживания в условиях окружающей среды Венеры. В отличие от других современных автоматов, AREE представляет собой автомат, а не робот по практическим соображениям: суровые условия Венеры, особенно температура ее поверхности 462 ° C (864 ° F), делают невозможным работу электроники там в течение длительного времени. Он будет управляться механическим компьютером и приводиться в движение энергией ветра. [65]
Часы-автоматы — это часы, которые имеют автоматы внутри или вокруг корпуса и обычно активируются примерно в начале каждого часа, каждые полчаса или каждые четверть часа. В основном они производились с I века до нашей эры до конца викторианской эпохи в Европе. На старых часах обычно изображались религиозные персонажи или другие мифические персонажи, такие как Смерть или Отец Времени. Однако со временем на часах-автоматах стали изображаться влиятельные на момент создания персонажи, такие как короли, известные композиторы или промышленники. Примеры часов-автоматов включают часы «Колесница» и «Часы с кукушкой» . В Музее Страны Кукушек представлены автономные часы.
Хотя считается, что часы-автоматы использовались в Европе еще в средневековье, сегодня они в основном производятся в Японии.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)Самым ранним известным аналоговым вычислительным устройством является механизм Антикитера.
... датой проектирования и возможной постройки этого робота был 1495 год ... Начиная с 1950-х годов исследователи Калифорнийского университета начали размышлять о значении некоторых отметок да Винчи на том, что казалось техническим. рисунки... Сейчас известно, что робот да Винчи имел внешний облик германского рыцаря.
Механические диковинки были в моде в Китае в XVIII и XIX веках, когда цинские императоры увлеклись часами-автоматами и карманными часами, а «торговцы поющими песнями», как называли европейских часовщиков, были более чем рады поощрять это интерес.
{{cite book}}: CS1 maint: location missing publisher (link)
Определения из Викисловаря
СМИ из Commons
Тексты из Wikisource