10 geweldige robots gebouwd zonder moderne technologie

Het woord "robot" werd voor het eerst bedacht door Karel Capek in het scifi-spel R.U.R. ("Rossum's Universal Robots") om een ​​kunstmatige mens te beschrijven. Het is afgeleid van het Tsjechische woord robotnik, wat 'werker' betekent.

Moderne robots hebben gelijke tred gehouden met de digitale revolutie en vooruitgang in kunstmatige intelligentie. Maar eenvoudige analoge mechanismen die menselijke of dierlijke acties nabootsen hebben een lange geschiedenis. Zelfs als je weinig of geen interesse hebt in robotica, hypnotiseren deze oude apparaten met hun vindingrijkheid. Ontworpen zonder het voordeel van elektriciteit of precisie-apparatuur, ze zijn een bewijs van de grenzeloze creativiteit van de mensheid.

10De bewegende beelden

Oude literatuur is vol met verhalen over kunstmatige mensen. Prominent hiervan zijn verwijzingen naar meisjes die meisjes dienen in Homer's Ilias en bewegende beelden gemaakt door Daedalus, de vader van de legendarische Icarus. De Grieken vertellen ook dat de god Hephaistos koning Minos van Kreta een reusachtige metalen man gaf genaamd Talos, die zijn koninkrijk verdedigde. Talos was bijna onverwoestbaar en zijn enige kwetsbaarheid was de enkel, waar een pijpvoerende vloeistof dichtbij de metalen huid liep. Talos werd vernietigd toen de enkel werd doorboord en de pijp werd doorgesneden.

Verhalen van bewegende beelden in het oude Egypte zijn onder meer gemaakt door priesters van Ammon rond 1100 voor Christus. Naar verluidt koos hij de volgende farao door zijn arm uit te rekken en een mannelijk lid van de koninklijke familie te selecteren. Het verplaatsen van beelden was duidelijk heel nuttig als religieuze propaganda. In Egypte werden ze beschouwd als de vaten waardoor de ziel werd gereïncarneerd.

Deze machines waren meer dan alleen maar een mythe. Geschreven documenten laten zien dat oude Egyptenaren voldoende kennis hadden van elementaire principes van mechanica om niet-digitale robots of automaten te bouwen. De gebruikelijke methode maakte gebruik van een uitgebreid systeem van touwen en katrollen. Een heilige vlam zou worden ontstoken, verwarmd en de lucht worden uitgezet, waardoor het systeem zou worden geactiveerd.

Dit proces werd door de eeuwen heen verder ontwikkeld en verfijnd. De Griekse Ctesibius van Alexandrië bouwde een automaat die werd bestuurd door nokken (schijfvormige apparaten) waardoor deze kon zitten of staan ​​terwijl deze werd bewogen in een processie. Geen van de geschriften van Ctesibius overleeft, maar latere oude ingenieurs verwijzen naar zijn plannen voor automaten aangedreven door hydraulica, stoom en pneumatiek. De technologie van deze tijd stond alleen een beperkte, repetitieve beweging toe, maar we kunnen de oorsprong van robots nog steeds volgen naar Ctesibius.

9De klauw

Strikt genomen was het kraanachtige wapen van Archimedes geen robot omdat het een kraanmachinist nodig had. Maar de klauw was een voorloper van de industriële robotarm in moderne fabrieken. De klauw tilde vijandige schepen lichamelijk uit het water en wierp ze omver.

Het werd gebruikt tegen de Romeinse indringers van Syracuse in 213 voor Christus. De historicus Polybius vertelde het verhaal toen de Romeinse schepen de zeewaarts gerichte wanden van de stad naderden. De gigantische hand dook neer op een doelwit en 'hief de boeg van het schip uit het water en zette hem verticaal op zijn achtersteven.' De machinist 'bevestigde de machine om hem onbeweegbaar te maken, en dan door een soort ontgrendelingsmechanisme, gooi de enterhaak en ketting. De schepen dan ofwel gekapseisd, slecht vermeld, of werd gevuld met verwarring en veel zeewater. "

Plutarchus voegt eraan toe: "Vaak was er het angstaanjagende schouwspel te zien van een schip dat uit het water in de lucht werd opgetild en rondtolde terwijl het daar hing, totdat elke man uit de romp was geschud en in een andere richting was geworpen, nadat welke het leeg op de muren zou worden neergestort. "

De klauw was een toepassing van twee grote wetten van Archimedes - de wet van de hefboom en de wet van het drijfvermogen - om schepen met een gewicht van vele tonnen te overmeesteren. Kennis van krachten en evenwicht werd gebruikt om de kleine hoeveelheid kracht te berekenen die nodig is om een ​​kombuis te kapseizen.

We hebben geen direct bewijs dat Archimedes dit superwapen heeft gebouwd en oude rapporten hebben de kracht ervan overdreven, zelfs als het apparaat ooit werd gebruikt. Maar recente experimenten door ingenieurs hebben bewezen dat de klauw op dat moment technologisch mogelijk was.

8De dienstmaagd van Philon

De Griekse uitvinder Philon van Byzantium, die rond 220 v.Chr. Stierf, stond bekend als "Mechanicus" vanwege zijn indrukwekkende technische vaardigheden. De meeste informatie over hem komt van zijn enige overgebleven werk, het negenboek Compendium van mechanica. Hij leefde na Ctesibius en vervolgde het onderzoek van zijn voorganger op het gebied van hydraulica en pneumatica.

Boek vijf van Mechanica, de pneumatica (een verhandeling over apparaten die worden bediend door luchtdruk of waterdruk), beschrijft een vrouwelijke robot die Philon had gemaakt. Ze hield een kruik wijn in haar rechterhand. Wanneer een kopje op haar linkerhand werd geplaatst, zou ze de wijn erin gieten, water toevoegen en desgewenst in de wijn mengen. Door middel van een complex netwerk van containers, buizen, luchtleidingen en windende bronnen, die interageerden via varianten in gewicht, luchtdruk en vacuüm, had Philon een automaat gebouwd die nuttig werk zou kunnen doen in plaats van alleen maar een steun te zijn in religieuze ceremonies.

Maar de gemakkelijke beschikbaarheid van uitputbare slavenarbeid maakte dergelijke robots overbodig. Robotica moest wachten op een later tijdstip om zijn volledige potentieel te realiseren. Het werk van Philon beïnvloedde de volgende generatie wetenschappers, met name Hero van Alexandrië. Zijn ideeën werden ook door de eeuwen heen overgenomen en inspireerden de islamitische wetenschap in de middeleeuwen.

7Hero Of Alexandria's programmeerbare robot

Hero (of Heron) van Alexandrië (10-70 na Christus) was waarschijnlijk de grootste uitvinder van de oudheid.Zijn ingenieuze apparaten omvatten muntbediende heilwaterdispensers (het prototype van de moderne automaat), automatische deuren en de aeolipiel, die 1700 jaar voor de stoommotor van James Watt stoomkracht gebruikten. Maar een van de meest geweldige creaties van Hero was de eerste programmeerbare robot, die hij in 1960 na 60 bouwde.

Het apparaat was een kar met drie wielen die andere robots naar een podium bracht waar ze voor het publiek optraden. Een vallend gewicht trok aan een touw dat om de twee onafhankelijke assen van de wagen was gewikkeld. Met behulp van de haringen van de as kon Hero variëren hoe het touw rond de as werd gewikkeld. Hierdoor kon hij de koers en richting van de robot van tevoren programmeren. Hero gaf echter een beetje advies. Wrijving zou problemen kunnen opleveren, dus had de machine een glad oppervlak nodig om op te lopen.

Computerwetenschapper Noel Sharkey van de Universiteit van Sheffield beschouwt dit op kabels gebaseerde besturingssysteem als gelijkwaardig aan moderne binaire programmering. Ouderwetse ponskaarten worden volgens precies hetzelfde principe gebruikt. De bovenstaande video toont de robot van Hero in actie, zoals opnieuw gemaakt door moderne ingenieurs uit de beschrijvingen van Hero.

6 Leonardo's Knight and Lion

Als we oude robots bespreken, zal de onvermijdelijke vraag uiteindelijk opduiken - heeft Leonardo da Vinci er een gebouwd? Gezien het genie van Leonardo is het geen verrassing dat hij zich in de wetenschap van kunstmatige mensen en dieren heeft verdiept.

Leonardo bestudeerde het werk van Hero en combineerde de inzichten van die wetenschapper met zijn eigen kennis van anatomie, metaalbewerking en beeldhouwkunst om zijn eigen kunstmatige wezens te bouwen. Met zijn kennis van de mechanica van de beweging van mensen en dieren (kinesiologie), bouwde Leonardo mechanische modellen van spieren en gewrichten. De verschillende ontbrekende pagina's van het notitieboekje van Leonardo Codex Atlanticus (c.1497) bevat mogelijk een sectie over robotica.

Voor een spectakel in Milaan bouwde Leonardo een gepantserde ridder in staat om onafhankelijk te bewegen. Door middel van katrollen, gewichten en tandwielen kon de ridder gaan zitten, opstaan, zijn hoofd bewegen en het vizier optillen. Aan de hand van fragmentarische beschrijvingen die overleefden, maakte robotist Mark Rosheim de ridder in 2002. Leonardo's robotontwerpen waren zo efficiënt dat ze zelfs als inspiratie dienden voor de eigen robots van Rosheim voor NASA.

Een andere Leonardo-creatie was een leeuw die in 1515 aan koning Frans I van Frankrijk werd gepresenteerd en die op zichzelf kon lopen. Toen het stopte, ging de borst open en onthulden ze boeketten van lelies en bloemen. In 2009 werd de leeuw nagebouwd uit de overgebleven tekeningen van Leonardo, zoals te zien is in deze video.

5De biddende monnik

Gianello Torriano was een van de beste Italiaanse klokkenmakers van de 16e eeuw. Hij kwam in 1529 in dienst van keizer Karel V. Hij ging met hem mee naar het klooster in San Yustre bij Charles's troonsafstand in 1555. Torriano probeerde de depressie van de keizer te verzachten door kleine automaten te creëren om hem te entertainen.

Torriano had miniatuursoldaten die op de eettafel aan het vechten waren. Naar verluidt sneed hij kleine vogels uit hout en liet ze door de kamer vliegen en zelfs uit de ramen glippen. Een automaat, de Lady Lute-speler, is nog steeds te zien in het Kunsthistorisches Museum in Wenen. Het werkt niet meer, maar er werd gezegd dat het kleine struikelstappen in een recht of cirkelvormig pad kon nemen, de luit met zijn rechterhand tokkelde en zijn hoofd draaide.

Het Smithsonian Institute behoudt ondertussen een werkende creatie toegeschreven aan Torriano - de 39 centimeter (15 in) Praying Monk. De hout- en ijzeren automaat loopt in een vierkant en slaat met zijn rechterarm op zijn borst terwijl hij een rozenkrans met zijn linkerboom omhoog en omlaag laat gaan, zo nu en dan een zoenende. Het kan draaien en zijn hoofd knikken, zijn ogen rollen en stille gebeden morren met zijn lippen.

De legende zegt dat toen Don Carlos, de tienerzoon van Filips II, stierf door een hoofdwond die hij opliep tijdens een val, dat Philip en heel Spanje baden voor een wonder. De botten van een monnik genaamd Diego de Alcala, die al honderd jaar dood was, werden naast de jongen geplaatst. Die nacht verscheen de monnik aan Don Carlos, hem verzekerend dat hij zou herstellen. Don Carlos werd weer bewust en werd weer gezond. Een dankbare Philip gaf Torriano de opdracht om een ​​beeld te creëren van Fray Diego. De boetvaardige monnik, een wetenschappelijk wonder, was het antwoord van Philip op het goddelijke wonder. San Diego, Californië is ook vernoemd naar Fray Diego de Alcala.

4Karakuri Ningyo

De Japanse liefdesrelatie met robots kan eeuwen worden achterhaald. De eerste Japanse robots zijn gemaakt tijdens de Edo-periode (1603-1868). Ze werden genoemd karakuri ningyo (ongeveer vertaald, "mechanische pop") en waren samengesteld uit hout, touw en tandwielen. De Japanners hebben ook westerse uurwerktechnologie voor deze automaten gebruikt.

De meest voorkomende waren de zashiki karakuri, kleine huishoudelijke robots die voor entertainment zorgden. De hierboven geïllustreerde recreatie schiet bijvoorbeeld pijlen met een boog. Aan de praktische kant, sommige Karakuri kan gasten thee serveren. Herinnerend aan het mechanisme van Philon voor de dienstmeidrobot, de Karakuri werd geactiveerd door een theekopje in zijn handen te plaatsen. Net als bij de robotwagen van Hero, maakte een instelbare veer het mogelijk de automaat te programmeren om de stromat in twee posities te verplaatsen.

Dan hebben we de dashi karakuri, die werden gebruikt op praalwagens tijdens religieuze festivaloptochten, vergelijkbaar met het bewegende beeld van Ctesibius. Deze automaten speelden oude mythen en legendes af. eindelijk, de butai karakuri of theaterautomaten deden denken aan de beelden van Held van Alexandrië. De Japanners waren zo onder de indruk van de uitvoeringen van deze miniatuuracteurs dat hun menselijke tegenhangers probeerden hun bewegingen na te bootsen, in plaats van andersom.

3De fluitspeler

Voltaire noemde het mechanische genie Jacques de Vaucanson de 'nieuwe Prometheus' vanwege zijn schijnbare kracht om leven te geven aan levenloos materiaal. Toen hij nog een kind was, bestudeerde Jacques een kerkklok terwijl hij wachtte tot zijn moeder de bekentenis aflegde. Jacques memoriseerde alle onderdelen en kon het thuis opnieuw creëren. Hij experimenteerde met automaten toen hij opgroeide. Op een dag werd Jacques ziek en in zijn delirium droomde hij van een android fluitspeler. Zodra hij hersteld was, begon hij de robot samen te stellen.

Voor het eerst tentoongesteld op 11 februari 1738, was The Flute Player een bijna onmogelijke machine om te bouwen, aangezien de fluit een van de moeilijkste instrumenten is om door echte mensen op de juiste manier af te stemmen. Noten worden geproduceerd, niet alleen door behendigheid van vingers en adem, maar ook door de hoeveelheid lucht die wordt geblazen en hoe de fluitist de lippen vormt. Maar Jacques de Vaucanson slaagde erin om een ​​robot te bouwen die 12 verschillende deuntjes kon spelen. Hij maakte mechanismen om elke spier te imiteren die bij het spelen van de fluit betrokken is.

Via een systeem van balgen, pijpen en gewichten kon Jacques de lucht regelen die door de gangen stroomde. Hij ontwierp de lippen om te openen en te sluiten en naar achteren en naar voren te bewegen. Een metalen tong regelde de luchtstroom en creëerde pauzes. De robot van Jacques ademde daadwerkelijk.

Jacques's probleem met de vingers was dat hoewel zijn hendels de juiste acties produceerden, de houten vingers gewoon te stijf waren om de juiste geluiden te creëren. Om echte vingers te simuleren, monteerde Jacques de houten cijfers met een echte huid om ze zacht te maken.

Jacques de Vaucanson maakte andere automaten, waarvan de meest bekende een eend was die na het eten ontlastte. Maar in tegenstelling tot The Flute Player was de eend meer een amusante goocheltruc dan een echte poging om de functies van een levend wezen na te bootsen.

2De schrijver

In het Neuchatel Museum voor Kunst en Geschiedenis ten westen van Bern, Zwitserland, zit een driejarige jongen met blote voeten voor een mahoniehouten tafel en schrijft volledige letters met een ganzenverenveer in de rechterhand. Wat op het eerste gezicht lijkt op een charmante speelgoedpop is eigenlijk een technisch wonder: de voorouder van de moderne computer. Kijk dichterbij en je kunt zijn ogen zien volgen op zijn werk. Het schudt de ganzenveer nadat deze in de inkttank is gedoopt.

Gebouwd door de in Zwitserland geboren horlogemaker Pierre Jacquet-Droz in de late jaren 1770, werken de 6.000 op maat gemaakte componenten van de schrijver samen om een ​​volledig op zichzelf staande programmeerbare schrijfmachine te creëren. De jongen is geanimeerd door een slinger die de hoofdveer opwindt. Het kan elke aangepaste tekst van maximaal 40 letters lang schrijven met een maximum van vier regels, dankzij 40 cams die functioneren als een alleen-lezen programma. Met deze programmeerschijf kan het schrijven zonder externe tussenkomst. De schrijver kan zelfs midden in een regel worden onderbroken en moet worden gemaakt om een ​​andere te componeren.

Jacquet-Droz had altijd verblind met zijn automaten. In het hof van koning Ferdinand VI van Spanje waren mensen ervan overtuigd dat zijn levensechte creaties het werk waren van hekserij. Om aan de beschuldiging van tovenarij door de inquisitie te ontsnappen, nodigde Jacquet-Droz de grootinquisiteur uit zijn robot en zijn innerlijke mechanisme te onderzoeken om zichzelf ervan te overtuigen dat het bewoog met puur natuurlijke middelen.

De schrijver is een van een trio van androïden Jacquet-Droz gebouwd tussen 1767 en 1774. De andere twee, minder complex dan The Writer, zijn de Lady Musician en de Draftsman. Wat deze robots vooral opmerkelijk maakte, was het gebruik van miniaturisatie. Alle mechanismen die de androïden bedienen, zijn ingesloten in hun lichaam, niet op een meubelstuk dat het tableau vergezelt, zoals gebruikelijk was. Deze miniaturisatie maakte synchronisatie van alle stukken moeilijker, waardoor de robots, die na meer dan 200 jaar nog steeds werken, des te ontzagwekkender zijn.

1De tekenaar

Te zien in het Franklin Institute in Philadelphia, zet een twee-eeuw-oude automaat met de naam "The Drawing Boy" de traditie van mechanische magie voort, opgestart door The Writer. De Drawing Boy was het meesterwerk van een andere Zwitserse horlogemaker, Henri Maillardet. Net als The Writer heeft dit de film van Martin Scorsese beïnvloed Hugo, waarin een automaat een ondersteunende rol speelt.

De Drawing Boy is verbluffend in zijn complexiteit. Een stapel roterende koperen nokken bestuurt precies de ongelooflijk vloeiende en levensechte beweging van de armen. Het is niet alleen een kwestie van eenvoudige geometrie, zoals het bewegen van de arm langs de X, Yof z as. Het tekenen van een rechte diagonale lijn vereist bijvoorbeeld dat de arm achteruit beweegt terwijl hij van de ene naar de andere kant beweegt - anders zou hij een boog tekenen.

Eenmaal opgewonden, kan de robot in ongeveer drie minuten een tekening maken. Hiervoor zijn meerdere nokken nodig en als een andere tekening nodig is, moet de machine de hele stapel 3 mm (0,13 in) verplaatsen om naar een andere stapel te schuiven, anders breekt het proces af. Deze ongelooflijke precisie wordt bereikt door delen die grotendeels met de hand zijn gemaakt. De cams zijn in wezen read-only geheugen en stellen The Boy in staat om drie gedichten te schrijven (twee in het Frans en een in het Engels) en vier tekeningen te maken, waaronder een van een Chinese tempel.

Een paar eenvoudiger nokken besturen de bewegingen van ogen en hoofd. In een stuk uitstekende performancekunst stopt The Boy even met schrijven terwijl de camerastapel verschuift, zijn hoofd opheft en met zijn ogen naar buiten kijkt, alsof hij denkt aan wat hij daarna moet tekenen. Daarna laat het zijn hoofd zakken terwijl de arm zijn werk hervat.