Учеными была создана рыбу-робот с искусственной кровью

Обновлено: 05.10.2024

Группа исследователей из Лаборатории органической робототехники Корнуэльского университета создала робота-рыбу с мягким телом, которая приводится в действие искусственной "электрической кровью". В источнике

У истоков: первые прообразы роботов

Однако история создания роботов тесно переплетается с развитием механики и логически из нее проистекает. Поэтому для ее понимания необходимо углубиться на несколько веков назад, а именно в эпоху античности, когда процветала колыбель наук - Древняя Греция. В этой стране появились автоматические устройства, созданные для выполнения практических задач и развлечения. В качестве примера можно привести описанную Филоном Византийским механическую женщину-слугу, которая наливала из кувшина вино во вставленный в ее руку стакан. Древнегреческий математик и изобретатель Архит Тарентский еще в 5 веке до н. э. изобрел деревянного голубя , который запускался в небо с помощью паровой катапульты. Многие историки технологий считают, что первый робот в истории был создан именно в этот момент, хотя корректнее считать его прототипом крылатой ракеты или реактивного снаряда.

Еще более сложное и грандиозное автоматическое устройство существовало в научной столице античного мира - великом городе Александрия. На расположенном здесь в начале нашей эры знаменитом Фаросском маяке были размещены величественные женские фигуры. Они могли указывать направление ветра и движение небесных светил (Солнца и Луны), отсчитывать время и даже сигнализировать морякам об опасности во время шторма или тумана с помощью громкого трубного звука. В древнегреческом городе Сиракузы на острове Сицилия жил великий греческий изобретатель и ученый Архимед, также прославившийся созданием автоматических механизмов . В частности, ему приписывается создание первого прообраза настоящего боевого робота . Устройство под названием «коготь», устанавливаемое на крепостной стене, захватывало длинным крюком осаждавшие город римские корабли, поднимало их в воздух и переворачивало, стряхивая экипаж за борт.

Другой гениальный грек, Герон Александрийский, изобрел первый в истории программируемый автомат. Тележка, вывозившая на сцену механизированные марионетки, управлялась с помощью веревки и колышков. Изменяя положение последних, Герон регулировал наматывание тросиков на независимые оси повозки, тем самым задавая ей траекторию движения. Этот принцип в чем-то похож на перфорированные ленты и карты - средства записи и хранения информации, используемые в автоматических станках и ЭВМ вплоть до 80-х годов ХХ века.

История робототехники была бы неполной без достижений других государств того времени. Так, еще в конце 2 тысячелетия до н. э., задолго до древнегреческих механизмов, в Древнем Египте жрецы изготовили статую, которая поднятием руки указывала на наследника фараона во время религиозных церемоний. А в Китае примерно в это же время местные мастера создавали первые прототипы роботов, приводимые в действие силой пороховых взрывов. Великий мудрец Лао-Цзы упоминал о механическом человеке, разработанном для императора на рубеже 1 и 2 тысячелетия до н. э.

И все же именно Древнюю Грецию можно считать родиной робототехники, потому как здесь были не просто построены многие автоматические устройства, но теоретизированы принципы их создания и функционирования.

Античные изобретатели и ученые разработали многие виды передач и двигателей (в том числе паровой, гидравлический и пневматический), сформулировали основные законы классической механики, благодаря чему последующие поколения смогли воспроизвести и развить их опыт.

Новый метод накопления энергии

Механизм циркуляции жидкости в устройстве похож на работу сердечно-сосудистой системы животных. Эта «система кровообращения» может передавать гидравлическую энергию: если жидкость электролита перекачивается с одной стороны на другую сторону хвостового плавника, то плавник перемещается в боковом направлении.

Если жидкость прокачивается по задней части хвостового плавника, то рыба может плавать, меняя направление движения. Грудной плавник рыбы-робота тоже может двигаться, как у живых крылаток, которые используют его для общения с сородичами.

И хотя изобретение не обладает таким количеством способностей, какие имеет живой организм, тем не менее, устройство работает надежно. «Наша работа показывает, что энергоплотные гидравлические жидкости можно использовать внутри роботов для их механического и электрического питания», — отмечают исследователи.

По их убеждению, «синтетическая кровь мягкого робота» являются универсальной платформой для иллюстрации новых методов накопления энергии и преобразования ее в движение.

Исследователи из Корнельского университета создали удивительно похожую на настоящую роботизированную рыбу с собственной сосудистой системой, в которой вместо крови циркулирует электролит.

Моделью для устройства послужила крылатка, которая обитает в тропических коралловых рифах. Рыба-робот, созданная людьми, тоже может плавать: она прошла испытания в бассейне с морской водой. Двигаясь против слабого течения, 40-сантиметровое устройство показало скорость около 15 сантиметров в минуту.

ЕЩЕ ПО ТЕМЕ: Стандарт 5G: зачем «разгонять» мобильный интернет

Теоретически, считают исследователи, оно может работать до 36 часов. Такой впечатляющей «выносливости» удалось добиться благодаря «многофункциональному накоплению энергии».

Исследователи использовали в качестве электролитического контура различные плавники роботизированной рыбы, в том числе длинные спинные плавники. Система, основанная на принципе окислительно-восстановительной батареи, одновременно решает две совершенно разные задачи: гидравлическая жидкость управляет рыбой и в то же время накапливает энергию, как в батарее.

Современный этап развития робототехники

Механические игрушки-автоматоны изготавливались часовщиками вплоть до начала 20 столетия. Их главным недостатком был сильно ограниченное время действия и слабость из-за особенностей пружинного заводного механизма. Однако развитие технологии электричества дало человечеству новый источник энергии, которым можно было питать устройства гораздо более продолжительное время. В то же время начинаются и первые попытки заставить сложные механизмы работать на человека, заменяя его труд на производстве. Уже в 1808 году французский ткач Жозеф Мари Жаккар изобрел ткацкий станок, программируемый с помощью перфокарт. Пока это был еще не робот - скорее, аналог современных автоматизированных линий. Но именно в нем впервые в промышленности был реализован принцип программирования, на котором держится современная робототехника .

Параллельно совершенствовались и способы управления - в частности проводной и радиоволновой. В 1898 году Никола Тесла впервые продемонстрировал самоходную лодку, управляемую дистанционно с помощью радио. Одновременно вместо сложных механических приводов устройства начали обзаводиться более простыми, мощными и миниатюрными электрическими двигателями.

Уже к началу 20 века сформировались все условия, обусловившие создание первых роботов. Электрический ток стал не только источником питания, но и средством получения, передачи и обработки информации. Сложно сказать, когда появился первый робот в современном понимании этого слова. Многие компании и отдельные разработчики тех времен вели работу в области создания подобных машин. В 20-30-е годы прошлого века было разработано более 30 механизмов, соответствующих требованиям полноценной робототехники.

И все же считается, что человек, создавший первого действующего робота - американский инженер Рой Уэнсли из корпорации Westinghouse Electric Company. Разработанный им в 1928 году механизм под названием «Герберт Телевокс» представлял собой человекоподобную машину, способную открывать двери и окна, отключать духовку, электродвигатели и т. д. Важнейшим отличием этого изобретения от автоматонов являлось умение отвечать и реагировать на команды, подаваемые ему по телефону. При этом робот был не подключен к линии напрямую - он, подобно человеку, с помощью встроенного микрофона слушал приказания. Из-за несовершенства технологий того времени эти команды представляли собой не обычную речь, а определенную последовательность гудков, писков, скрежетов и других звуков различной тональности.

Первенство Роя Уэсли оспаривает Макото Нисимура - японский ученый-биолог, создатель первого действующего робота в Японии (1929 год). Этот управляемый по проводам антропоморфный механизм был способен по командам выполнять различные манипуляции руками, в частности писать. Еще одним претендентом на роль родоначальника роботов был Эрик, разработанный в том же 1928 году британским военным Уильямом Ричардсом. Механизм мог не только двигать конечностями, но и «осмысленно» отвечать на ряд вопросов, при этом даже умудряясь отпускать шутки.

Однако эти и многие другие роботы предназначались для демонстрации научных достижений, но не для практической деятельности. Возникновение робототехники в производстве или сельском хозяйстве произошло позже, потому как такая работа требовала качественно нового уровня технологий. Хотя стоит отметить, что первый прообраз промышленного робота появился еще в 1898 году - это был созданный американским инженером Бэббитом манипулятор, с помощью которого выхватывались заготовки из раскаленной печи.

Полноценное развитие робототехники в промышленности произошло лишь после окончания Второй мировой войны.

В 1948 году в США компанией General Electric был создан первый промышленный робот для работы на атомном реакторе. Его особенностью было наличие обратной связи - оператор мог не только видеть его перемещение в рабочем пространстве, но и чувствовать силу, которую развивал захват манипулятора, что позволяло управлять механизмом более точно. В середине 50-х годов американец Джордж Девол основал компанию Unimation, которая занималась выпуском первых серийных промышленных роботов, программируемых с помощью перфокарт. Уже к середине 60-х годов в развитых странах насчитывалось несколько десятков компаний, наладивших выпуск подобных машин. Особенно в этом преуспела Япония - закупив у «Юнимейшн» первые роботы в 1968 году, уже через 10 лет эта страна стала мировым лидером по выпуску собственных аналогов и оснащения ими производств.

Сегодня роботы проникли практически во все сферы деятельности. Промышленность, научные исследования, энергетика, медицина, развлечения, военные действия и даже космос - современные автоматические или дистанционно контролируемые механизмы используются очень широко и даже постепенно вытесняют человеческий труд. Развитие роботов идет по нескольким направлениям - улучшение механизмов и приводов, совершенствование алгоритмов, внедрение самообучающихся систем управления (слабого искусственного интеллекта), а также разработка новых интерфейсов «человек-компьютер». Роботизация тесно переплетается с биотехнологиями и кибернетикой, результатом чего является создание кибернетических организмов (киборгов), функциональных бионических протезов , полностью автономных автомобилей, кораблей, космических и летательных аппаратов (в том числе военных). Так наше общество незаметно для себя вошло в будущее, которое всего лишь век назад описал в своей пьесе Карл Чапек.

Американские ученые из Корнеллского университета разработали роботизированную рыбу с собственной сосудистой системой. Организм робота, удивительно напоминающего живую рыбу, оснащен трубками, в которых вместо крови циркулирует электролит, сообщается в журнале Nature.

Такой впечатляющей "выносливости" удалось добиться благодаря "многофункциональному накоплению энергии".

"Мы представляем конструкцию, которая содержит синтетическую сосудистую систему, состоящую из взаимосвязанных проточных элементов с цинк-йодидным электролитом, которые обеспечивают питание насосов и электроники посредством электрохимических окислительно-восстановительных реакций", - говорится в статье.

Как говорят разработчики, механизм циркуляции жидкости в устройстве похож на работу сердечно-сосудистой системы животных. Эта "система кровообращения" может передавать гидравлическую энергию: если жидкость электролита перекачивается с одной стороны на другую сторону хвостового плавника, то плавник перемещается в боковом направлении. Если жидкость прокачивается по задней части хвостового плавника, то рыба может плавать, меняя направление движения. Грудной плавник рыбы-робота тоже может двигаться, как у живых крылаток, которые используют его для общения с сородичами.

И хотя изобретение не обладает таким количеством способностей, какие имеет живой организм, тем не менее, устройство работает надежно.

"Наша работа показывает, что энергоплотные гидравлические жидкости можно использовать внутри роботов для их механического и электрического питания", - пишут исследователи. По их убеждению, "синтетическая кровь мягкого робота" являются универсальной платформой для иллюстрации новых методов накопления энергии и преобразования ее в движение.

Можно сказать, что над созданием Рекса работала сборная команда мира. В нем собраны все достижения лучших специалистов из самых разных областей науки. В итоге, действительно, получился механический феномен. У него есть искусственные уши, лицо, глаза, сердце, почки, селезенка, поджелудочная железа, трахея, руки и ноги. Особой гордостью ученых является искусственная кровь. В теле Рекса "текут" мельчайшие наночастицы, способные переносить кислород так же, как это делает человеческая кровь. Биоробот имеет искусственный интеллект и может общаться с людьми, хотя пока на довольно примитивном уровне.

Один из разработчиков Рекса, психолог Бертольд Мейер, который сам родился без левой кисти и носит протез, сказал: "Я смотрел на создание робота из биоматериалов сквозь призму личных переживаний. Еще пять-шесть лет назад ничего подобного еще и в помине не было. И вдруг, сегодня мы получили возможность создавать человеческое тело так, как нам заблагорассудится".

Впрочем, не все ученые столь оптимистичны. Так, профессор Стивен Сиао из американского Университета в Балтиморе считает, что пока еще рано праздновать начало новой эры бионических роботов: "Этот эксперимент показывает лишь возможность создания качественных протезов, которые действительно во многом схожи с человеческим телом. Но пройдет еще немало лет, пока роботы научатся воспринимать информацию так, как это делают люди".

В целом же ученые отмечают, что Рекс, в котором собраны все последние научные достижения, демонстрирует, как далеко продвинулась наука в области протезирования. В ближайшем будущем любые утраченные, например, в результате травмы, функции тела можно будет восстановить с помощью соответствующих имплантатов.

- Это впечатляющий, но все же рекламный проект, - сказал корреспонденту "РГ" доктор биологических наук биофака МГУ Александр Каплан. - Ведь его искусственные органы, скажем, сердце или почка, могут "работать" только в самом роботе, ни один не испытан на человеке, а значит, пока о каком-либо применении говорить рано. Что касается тех искусственных устройств, которые сегодня применяются в медицине, то все они имеют очень большие габариты. Скажем, искусственное сердце весит около семи килограммов. И используется только в период ожидания операции по пересадке сердца.

Так что робот Рекс пока всего лишь демонстрация возможностей робототехники. Неудивительно, что он выставлен в лондонском Музее науки.

Россияне вообще замахнулись на вечное. Один наш соотечественник, владеющий миллиардным состоянием, объявил об амбициозном проекте. Цель - создание искусственного мозга с тем, чтобы затем пересадить в него человеческий разум, который мог бы управлять человекоподобной голограммой. По сути, речь идет о своего рода "Аватаре". На первом этапе, к 2020 году, должен быть создан робот, копирующий человеческое тело, который мог бы управляться человеческим мозгом. В 2025 году проект предусматривает создание робота, в который человеческий мозг пересаживался бы в конце жизни. К 2035 году должен появиться искусственный мозг, куда могла бы быть перенесена человеческая личность, а в 2045 году достичь поставленной цели: создать аватар - то есть голограмму, полностью идентичную соответствующему человеку.

Инициатор уже обратился к "собратьям по миллиарду" из списка журнала Forbes с просьбой объединить усилия для финансирования его исследований. Сам Далай-лама благословил это предприятие.

Ксенобот — уникальный организм, созданный в лаборатории. Это собранный учеными и запрограммированный на определенное поведение робот. Но в отличие от обычного механического робота ксенобот состоит из живых клеток. Поэтому он — живой и похож на наше собственное тело, способное к самоорганизации. Разбираемся, что за существо родилось в одной из массачусетских лабораторий.

Под микроскопом видно, как в жидкой среде чашки Петри беспорядочно двигаются маленькие сгустки. Они способны перемещаться, самоорганизовываться и транспортировать грузы — но если сгусток перевернуть, он так и останется лежать, как опрокинутая на спину черепаха. Они напоминают своим поведением микроскопических плоских червей или даже крошечных тихоходок, отличающихся сложным строением тела, несмотря на свой маленький размер. Но сходство в поведении обманчиво, ведь сгустки состоят из элементов всего двух видов: клеток кожи и клеток сердца лягушек.

В журнале Proceedings of the National Academy of Sciences исследователи рассказывают, как им удалось при помощи эволюционных алгоритмов спроектировать ксеноботов (название произошло от Xenopus laevis, африканской водной лягушки семейства шпорцевых, из клеток которой собраны новые биороботы).

Ученые надеются, что этот новый организм с пугающе «продвинутым» поведением поможет больше узнать о межклеточной коммуникации.

Механизмы взаимодействия клеток по-прежнему остаются большой загадкой для ученых. «Наша задача — выяснить, как клетки объединяются для создания определенных функциональных структур», — объясняет эволюционный биолог из Университета Тафтса Майкл Левин, один из авторов эксперимента.

Левин и его коллеги создали ксеноботов с помощью живых клеток и сложных алгоритмов.

Сначала они изъяли стволовые клетки эмбрионов лягушек и дифференцировали их в клетки сердца (которые имеют свойство сокращаться) и клетки кожи (которые этим свойством не обладают). Затем соединили эти активные и пассивные компоненты, используя естественную склонность клеток прилипать друг к другу.

Одни финальные конструкции имели клиновидную форму, другие — дугообразную. На изображении ксенобота выше бирюзовым цветом отмечены пассивные клетки, а красным и зеленым — активные.

Наблюдая за передвижениями ксеноботов, ученые обратили внимание на то, что строение и форма биороботов обуславливают их поведение. Они отправили полученные данные программистам, которые сконструировали симуляцию среды для цифровых версий ксеноботов.

Программисты запустили эволюционные алгоритмы, чтобы проверить, насколько та или иная структура ксенобота повышает его шансы пройти естественный отбор.

Конструкции, которые успешно справляются с определенным заданием в симуляции, скрещиваются с другими жизнеспособными вариантами, чтобы создать новое поколение более развитых ксеноботов.

Лучшие конструкции Левин и его коллеги затем пытаются воссоздать в лаборатории.

Поведение, которое демонстрируют не обладающие мозгом сгустки, выглядит жутковато. «Время от времени они меняют направление своего движения, а иногда разворачиваются и начинают двигаться обратно», — рассказывает Левин.

Встречая на своем пути отдельные клетки, сгустки собирают их в небольшие кучки. А если разрезать ксенобота пополам, он снова соединится, прямо как Т-1000 из фильма «Терминатор 2».

Ксеноботы также могут объединяться и передвигаться вместе, а ксенобот с отверстием посередине способен переносить грузы с места на место.

Межклеточная коммуникация, обуславливающая такие сложных паттерны поведения, — предмет исследования Левина и его коллег. «Наша главная цель — научиться контролировать этот процесс», — говорит Левин.

Ксенобот — уникальный организм: это одновременно живое существо, состоящее из клеток, и робот, которого можно запрограммировать на определенное поведение. В самих клетках лягушек нет ничего особенного; но необычно то, как они начинают себя вести, когда собираются вместе.

Открытия Левина и его коллег могут положить начало совершенно новому подходу к робототехнике.

Сегодня стандартный человекоподобный робот — это набор механических деталей, которые вместе образуют (в идеале) разумное целое, способное двигаться и взаимодействовать с предметами. Тело человека же полностью состоит из разумных единиц: клетки совместно образуют ткани, которые затем образуют органы, которые, в свою очередь, создают (в идеале) разумное целое.

Однако процесс обещает быть трудным. «Создание роботов из живых тканей сопряжено с теми же сложностями, с которыми сталкиваются ученые, работающие в области мягкой робототехники. Только здесь они возведены в энную степень», — говорит Тоннес Найгард, занимающийся эволюционной робототехникой в Университете Осло.

- Agroday состоит из квадрокоптера с пропеллерами и бака с опрыскивателем, - рассказал "РГ" выпускник магистратуры факультета физики, математики и инженерных технологий АГУ, инженер вузовского центра "Перспективные технологии в электронике и робототехнике" Дмитрий Резцов. - Аппарат производит распыление в разных точках поля по маршруту с заданными координатами.

Беспилотник будет рассеивать химикаты, удобрения и любые другие препараты в объеме до двух килограммов, но если снять бак, то аппарат подойдет и для транспортировки небольших грузов, например, семян.

По словам астраханских разработчиков, основное отличие их модели от аналогичных - невысокая стоимость. На все компоненты потребовалось около 150 тысяч рублей. Изобретатели сами сделали корпус аппарата и софт и уже получили первый заказ - от агрокомпании в Гане, занимающейся выращиванием фруктов.

Параллельно инженеры работают над новой версией созданного в прошлом году автономного подводного аппарата: Prometey разрабатывали на грант У.М.Н.И.К. фонда содействия инновациям, расходы на исследования составили 500 тысяч рублей. Комплекс получился многофункциональным: он подходит и для обнаружения разливов в районе прокладки морских нефтепроводов, и для обследования дна. Кроме этого, робот может оценивать состояние стоек мостов, подсчитывать популяцию рыб и даже создавать панорамы подводного мира.

- Аппарат может погружаться на глубину до 200 метров, но даже там, благодаря разработанному алгоритму автоматической цветокоррекции, устройство распознает объект и передает изображение, близкое к оригинальному, - утверждает Дмитрий Резцов. Робот может передвигаться в любом направлении. Он оборудован системой технического зрения и навигации - аппарат "знает", где он находится, поэтому способен двигаться вдоль исследуемого объекта сколько необходимо.

Исследователи пока только ведут переговоры с потенциальными заказчиками, но не сомневаются в успехе. Два года назад одна из нефтедобывающих компаний уже взяла в работу созданную астраханскими учеными беспилотную авиационную платформу Legenda для воздушной разведки акватории Каспийского моря. От уже существующих систем этот дрон отличается более легким весом и несложной конструкцией сборки.

- Многие астраханские компании предпочитают работать именно с местными производителями, с которыми можно взаимодействовать напрямую, - утверждает Дмитрий Резцов. Кроме того, астраханцы обходят конкурентов за счет невысокой стоимости работ. К тому же сейчас на базе вуза создается центр компетенции по морским беспилотным летательным аппаратам, который будет заниматься серийным выпуском и сертификацией БПЛА: от электроники до корпуса, а также обучением операторов для управления ими.

- Интерес к беспилотным технологиям сейчас сверхвысокий, системы очень востребованы, рынок оценивается в 4,2 миллиарда долларов, поэтому мы считаем создание центра перспективным направлением для развития и университета, и региона, - сообщил "РГ" проректор по цифровизации, инновациям и приоритетным проектам АГУ Алексей Титов.

Тем временем

Ученые из проектного офиса "Искусственный интеллект" Астраханского госуниверситета работают над программой, позволяющей с помощью телефона определять виды рыб, которые обитают в местных водоемах. Если навести камеру мобильника на рыбу, приложение "расскажет", где она обитает, можно ли ее сейчас ловить и что из нее стоит приготовить. Приложение будет доступно для скачивания на OC Android, запустить программу планируется к турсезону 2022 года.

Несомненно, за все время существования сферы робототехники в ней удалось достичь значительного прогресса.

Современные умные и ловкие роботы с точностью реагируют на инструкции пользователя, однако им все еще не хватает многофункциональных и тактильных элементов, которые лежат в основе адаптивности и автономности живых существ. Именно для решения этой проблемы ученые из Корнеллского университета и Пенсильванского университета в США создали мягкого робота в виде рыбы-крылатки, корпус которого наполнили искусственной «кровью».

В конструкции традиционных роботов предусмотрены крупные детали, выполняющие всего одну функцию - например, аккумуляторы и передаточные механизмы. В свою очередь, новую разработку отличает уникальная «система кровообращения», которая обеспечивает робота энергией и лежит в основе его движений. В роли крови в этой системе выступает раствор электролитов, который служит гидравлической жидкостью и инструментом хранения энергии. Благодаря такому подходу удалось получить робота, который не только более естественно выглядит, но и способен передвигаться в воде в течение 36 часов. Этот показатель в 8 раз выше по сравнению с устройством аналогичной конструкции, но без синтетической крови.

Исследователи отмечают, что речь идет о первом в своем роде эксперименте по совмещению гидравлической передачи, мотора и энергосбережения в единой многофункциональной системе. Разумеется, это изобретение сможет пригодится для усовершенствования мягких роботов, однако ученые убеждены, что принципы конструкции можно приспособить для любых устройств, в которых применяется жидкость. Например, с помощью «умной крови» можно увеличить мощность электромобилей и самолетов. В любом случае, новая разработка, несомненно, позволяет еще на шаг приблизиться к роботам, которые действительно выглядят как живые - остается только ожидать новых проектов в этой отрасли.

ЕЩЕ ПО ТЕМЕ: Стандарт 5G: зачем «разгонять» мобильный интернет

Яремчук: Еще не показываю и 50% того, что я показывал в Генте

Считаю, что еще не показываю и 50% того, что я показывал в Генте.

Новое время: золотой век автоматонов

Однако настоящую популярность и бурное развитие автоматические механизмы получили с началом эпохи Возрождения. Наука, вырвавшись из монополии Церкви, получила дополнительный импульс к развитию, в том числе за счет переосмысления достижения античных ученых. И на первую роль в новой волне старинной робототехники вышли часовщики. Здесь стоит упомянуть о двух важных изобретениях, которые способствовали развитию технологии автоматонов - пружинному и маятниковому заводным механизмам. До этого подобные устройства приводились в движение гирями, что позволяло создавать только крупные и относительно несложные изделия. Новые накопители энергии (пружина и маятник) стали настоящим прорывом в миниатюризации автоматических механизмов.

Особенно прославился на этом поприще мастер Жак де Вокансон, который жил в 18 веке - к слову, в детстве обучавшийся в иезуитской школе. Особенную популярность получили два его изобретения:

механическая утка , способная взмахивать крыльями, клевать зерно с руки и даже испражняться;
автоматический музыкант , умеющий наигрывать различные мелодии на флейте и свирели.

Другим известным мастером был швейцарец Пьер Жаке Дро, живший в том же 18 веке и основавший знаменитую часовую компанию Jaquet Droz. В то время он прославился не только своими хронометрами, но и множеством сложнейших устройств, среди которых особенно известно три его творения:

«Писарь» - автоматическая фигура мальчика, содержащая около 4 000 деталей, была способна написать любой текст из 40 знаков, самостоятельно макая перо в чернильницу;
«Художник» - похожий автомат, только вместо текста наносивший на бумагу различные рисунки, например портреты людей, изображения животных и т. д.;
«Девушка-музыкант» - автомат в виде органистки, который умел наигрывать на небольшом органе 5 различных мелодий, при этом двигая головой и телом, а в конце выступления изящно кланяясь.

Отличительной чертой этих автоматонов была возможность их программировать, для чего использовались барабаны или диски с насечками, в которых была закодирована последовательность действий. Поменяв их расположение, мастер мог заставить свои устройства написать различные тексты, сыграть другую мелодию и т. д. И все же утверждать, что именно он создал первого робота, нельзя - его механизмы еще слишком мало взаимодействовали с внешней средой, а их функции были сугубо развлекательными.

Технология создания подобных устройств получила широкое распространение не только в Европе, но и мире. В конце 18 века в Японии была создана автоматическая девушка, способная стрелять из лука. В Эрмитаже выставлены знаменитые часы с павлином, купленные Екатериной Великой в Британии. Вклад российских мастеров здесь тоже есть - при перевозке в Россию механизм сильно повредился, но знаменитый изобретатель Кулибин смог полностью восстановить его.

Изготовление автоматонов развивалось по пути не только усложнения, но и миниатюризации устройств. Если первые образцы таких механизмов занимали достаточно много места, то к 19 веку их часто умещали в карманные часы. В основном это были сугубо развлекательные устройства, изготавливаемые для аристократов, передвижных цирков, выставок и т. д. Однако пройдет совсем немного времени, и автоматы начнут помогать людям.

«Роботы» Средневековья

Вопреки распространенному мнению, Средние века не были эпохой всеобщего упадка и технологического регресса. Наука, в том числе механика, хотя и с некоторой задержкой в первые века после падения античных держав, продолжала свое развитие. Удивительно, но многие сложные устройства появились на свет благодаря силе, которая в массовом сознании ассоциируется только с мракобесием - а именно Церкви. В те времена католические монастыри были одним из центров научной и инженерной мысли. В частности, легенды приписывают виднейшему ученому и теологу Альберту Великому создание «механической служанки», которая умела самостоятельно передвигаться и даже воспроизводить речь. Задокументированным, и, следовательно, более достоверным, выглядит свидетельство средневекового архитектора Виллара де Онекура (13 век н. э.), который в своем труде описал зооморфные механизмы, а также фигуру ангела, поворачивающуюся вслед за движением солнца. К тому же 13 веку относится увеселительный сад в поместье графа Роберта II д’Артуа, заполненный автоматическими обезьянами, птицами и механизированными фонтанами.

Большое развитие механика получила в это время и на Востоке. Византия, практически не затронутая потрясениями Раннего Средневековья, славилась автоматонами, встречавшими иностранных гостей в императорском дворце. Согласно свидетельствам, около царского трона были расположены два металлических льва, которые умели реветь и бить хвостами, а в кронах деревьев находились механизированные птицы, певшие и щебетавшие на разные голоса. В мусульманских странах того времени механика и математика вышли на качественно новый уровень, благодаря чему их мастера создавали удивительные устройства. Так, братья Бану Муса в 9 веке н. э. изобрели искусственного флейтиста, а видный ученый того времени Али ибн Халаф аль-Маради, живший в 11 веке, в своей «Книге тайн» описал около 30 сложных автоматонов.

Здесь же следует упомянуть и легенду о «железном мужике», созданном придворными мастерами Ивана Грозного. Согласно ей, человекоподобный механический слуга при дворе русского царя подавал ему чашу с вином и кафтан, подметал пол, кланялся гостям и даже «побивал медведя». Звучит фантастично, но следует учитывать, что эта легенда основана на письмах голландского купца Йохана Вема - человека крайне прагматичного и не склонного к фантазиям.

На закате эпохи Средневековья автоматические устройства, воспроизводящие достаточно сложные действия, популяризировались и легендарным Леонардо да Винчи.

Леонардо да Винчи, будучи гением инженерной мысли, в своих зарисовках предложил схемы самых разных механизмов, одним из которых является фигура закованного в латы рыцаря, которая могла двигать руками и шеей, садиться и даже открывать рот. Собранный образец демонстрировался изобретателем при дворе Людовика Сфорца, герцога Миланского, в 1495 году. В 20 веке по сохранившимся чертежам была воспроизведена точная и функциональная копия этого устройства, сегодня хранящаяся в Миланском музее.

Витренко рассказал, как снизить рекордно высокие цены на газ в Европе

Стоимость газа в Европе снизится, если "Газпром" создаст точки продажи ресурса европейским компаниям на украино-российской границе.

Названа дата выпуска iOS 15, iPadOS 15, watchOS 8 и tvOS 15

Компания Apple провела свою самую крупную презентацию в текущем году, в рамках которой представила новые смартфоны, смарт-часы и планшеты.

В Харькове ночью сожгли шесть автомобилей, в том числе начальника отдела полиции

На автостоянке в Харькове ночью сгорели шесть автомобилей. Об этом сообщает пресс-служба ГСЧС.

В массовом сознании слово «робот» ассоциируется в основном с научными достижениями и идеями 20-21 веков. Особенно часто этот термин мало разбирающийся в технических областях человек встречает в произведениях научной фантастики - романах Айзека Азимова, сериях фильмов «Терминатор», «Трансформеры» и т.д. Более продвинутые из них еще могут припомнить советские «Луноходы», промышленные или медицинские аппараты, зверо- или человекоподобных роботов из рекламных роликов компании Boston Dynamics. Однако, как и многие другие великие идеи человечества, концепция автоматизированных механизмов, способных самостоятельно выполнять различные операции, появилась гораздо раньше и прошла длительный путь своего развития.

Шахтер забил Шерифу пять мячей в Юношеской лиге УЕФА

В матче первого тура группового раунда Юношеской лиги УЕФА донецкий «Шахтер» U-19 разгромил ровесников из молдавского «Шерифа» со счетом 5:0. «Горнякам» принесли победу голы Векленко, Сигеева, Гончарука, Глущенко и Погорелого.

Новый метод накопления энергии

В Киеве задержали группу фискалов-антикоррупционеров

По данным следствия, правоохранители, действуя по предварительному сговору группой лиц, требовали и получили от руководителя субъекта хозяйственной деятельности 12 тыс. долларов за исключение предприятия из перечня рисковых предприятий в уголовном производстве по факту уклонения от уплаты налогов и неоправданно следственных действий.

Динамо заинтересовалось бывшим полузащитником Шальке и Тоттенхэма

Киевское «Динамо» контактировало с Набилем Бенталебом, который после завершения предыдущего сезона пребывает в поисках нового клуба.

Определение понятия

Прежде, чем говорить о том, какими были самые первые роботы, следует определить, что именно подразумевается под данным понятием. Это имеет важное значение для понимания развития данной технологии и ее уникальности. Первое появление слова «робот» относится к 1920 году, когда чешский писатель Карел Чапек употребил его в фантастической пьесе «Rossumovi univerzální roboti (R.U.R)» . Там оно обозначало искусственно созданного человека, чей труд использовался на тяжелых и опасных производствах взамен человеческого (robota в переводе с чешского - каторга). И хотя в этом произведении роботы изготавливались на фабриках из выращенных органических тканей, само понятие впоследствии было популяризировано именно в отношении механических устройств.

Робота следует отличать от простых механизмов и автоматов. Это устройство обладает способностью к более тесному и комплексному взаимодействию с оператором и внешней средой. Если простой автоматический механизм при выполнении определенного действия слепо следует заранее заложенному в нем алгоритму, то робот способен воспринимать внешние сигналы и в соответствии с ними адаптировать свои действия. Таким образом его взаимодействие с внешней средой становится более гибким, точным и универсальным. Даже самые первые в мире роботы, о которых будет сказано далее, имели примитивные аналоги органов чувств, без которых это принципиальное отличие было бы невозможным.

Александр Усик снялся в клипе украинского дуэта ANNA MARIA

Напомним, 25-го сентября в Лондоне Александр Усик встретится с британцем Энтони Джошуа.

Читайте также: