10 fantastici robot costruiti senza tecnologia moderna

La parola "robot" è stata coniata per la prima volta da Karel Capek nell'opera di fantascienza R.u.r. ("Rossum's Universal Robots") per descrivere un umano artificiale. È derivato dalla parola ceca Robotnik, che significa "lavoratore".

I robot moderni hanno tenuto il passo con la rivoluzione digitale e i progressi nell'intelligenza artificiale. Ma i meccanismi analogici di base che imitano le azioni umane o animali hanno una lunga storia. Anche se hai poco o nessun interesse per la robotica, questi antichi dispositivi ipnotizzano con la loro ingenuità. Progettati senza il beneficio dell'elettricità o delle attrezzature di precisione, sono una testimonianza della creatività sconfinata dell'umanità.

10I statue in movimento

La letteratura antica è piena di storie di umani artificiali. Prominenti tra questi sono i riferimenti alle ragazze che servono gli androidi in Omero Iliade e statue in movimento realizzate da Dedalo, padre del leggendario Icaro. I Greci raccontano anche che il dio Efesto diede a Re Minosse di Creta un gigante uomo di metallo di nome Talos, che difese il suo regno. Talos era quasi indistruttibile, e la sua unica vulnerabilità era la caviglia, dove un tubo che trasportava fluido scorreva vicino alla pelle metallica. Talos è stato distrutto quando la caviglia è stata perforata e il tubo è stato tagliato.

Le storie di statue mobili nell'antico Egitto includono quella fatta dai sacerdoti di Ammon intorno al 1100 a.C. Secondo quanto riferito, ha scelto il prossimo faraone allungando il braccio e selezionando un membro maschio della famiglia reale. Le statue commoventi erano ovviamente molto utili come propaganda religiosa. In Egitto, erano considerati i vasi attraverso i quali l'anima si era reincarnata.

Queste macchine potrebbero essere state più che un mito. I documenti scritti rivelano che gli antichi egizi avevano una conoscenza sufficiente dei principi elementari della meccanica per costruire robot non digitali o automi. Il solito metodo impiegava un elaborato sistema di corde e pulegge. Una fiamma sacra si accenderebbe, riscaldando e espandendo l'aria, attivando così il sistema.

Questo processo è stato ulteriormente sviluppato e perfezionato attraverso i secoli. Il greco Ctesibio di Alessandria costruì un automa azionato da camme (dispositivi a forma di disco) che permettevano di sedersi o sostare mentre veniva spostato in processione. Nessuno degli scritti di Ctesibio sopravvive, ma in seguito gli ingegneri antichi si riferiscono ai suoi piani per gli automi alimentati dall'idraulica, dal vapore e dalla pneumatica. La tecnologia dell'epoca consentiva solo movimenti limitati e ripetitivi, ma possiamo ancora rintracciare l'origine dei robot a Ctesibio.

9 L'Artiglio

A rigor di termini, l'arma simile ad una gru di Archimede non era un robot perché aveva bisogno di un operatore di gru. Ma l'Artiglio era un precursore del braccio robotico industriale trovato nelle fabbriche moderne. L'Artiglio sollevò le navi nemiche dall'acqua e le rovesciò.

Fu impiegato contro gli invasori romani di Siracusa nel 213 a.C. Lo storico Polibio raccontò la scena mentre le navi romane si avvicinavano alle mura rivolte verso il mare della città. La mano gigante piombò su una nave bersaglio e "sollevò la prua della nave dall'acqua e la alzò verticalmente sulla poppa". Quindi l'operatore "fissò la macchina per renderla immobile, e poi con una sorta di meccanismo di rilascio, gettare via il rampino e la catena. Le navi allora si sono capovolte, elencate male, o si sono riempite di confusione e molta acqua di mare. "

Plutarco aggiunge: "Spesso si vedeva lo spettacolo terrificante di una nave che veniva sollevata dall'acqua in aria e girava su se stessa mentre pendeva lì, finché ogni uomo era stato scosso dallo scafo e gettato in una direzione diversa, dopo che sarebbe precipitato vuoto sulle pareti ".

L'Artiglio era un'applicazione di due grandi leggi di Archimede - la legge della leva e la legge della galleggiabilità - per sopraffare le navi che pesavano molte tonnellate. La conoscenza delle forze e l'equilibrio sono stati usati per calcolare la piccola quantità di forza richiesta per capovolgere una galea.

Non abbiamo prove dirette che Archimede abbia effettivamente costruito questa superarma, e antichi rapporti potrebbero aver esagerato le sue prodezze anche se il dispositivo fosse mai stato usato. Ma recenti esperimenti di ingegneri hanno dimostrato che l'Artiglio era tecnologicamente possibile al momento.

8 La schiava del filone

L'inventore greco Filone di Bisanzio, che morì intorno al 220 a.C., era conosciuto come "Mechanicus" per via delle sue notevoli capacità ingegneristiche. La maggior parte delle nostre informazioni su di lui proviene dal suo unico lavoro superstite, il nove libri Compendio di Meccanica. Ha vissuto dopo Ctesibio e ha proseguito le ricerche del suo predecessore sull'idraulica e la pneumatica.

Prenota cinque di Meccanica, il pneumatica (un trattato su dispositivi azionati da aria o pressione dell'acqua), descrive un robot femmina creato da Philon. Teneva una brocca di vino nella mano destra. Quando una tazza è stata posta alla sua mano sinistra, ci versa dentro il vino, aggiungendo acqua e mescolandolo nel vino se lo si desidera. Attraverso una complessa rete di contenitori, tubi, condotti d'aria e molle di avvolgimento, che interagivano attraverso varianti di peso, pressione dell'aria e vuoto, Philon aveva costruito un automa che poteva fare un lavoro utile piuttosto che essere un sostegno nelle cerimonie religiose.

Ma la pronta disponibilità del lavoro schiavistico sacrificabile rendeva inutili tali robot. La robotica ha dovuto aspettare un momento successivo per realizzare il suo pieno potenziale. Il lavoro di Philon influenzò la prossima generazione di scienziati, in particolare Hero of Alexandria. Le sue idee hanno anche portato avanti attraverso i secoli e ispirato la scienza islamica nel Medioevo.

7Hero Of Alexandria's Programmable Robot

L'eroe (o Airone) di Alessandria (10-70 d.C.) era probabilmente il più grande inventore dei tempi antichi.I suoi ingegnosi dispositivi includevano distributori di acqua santa a moneta (il prototipo del moderno distributore automatico), porte automatiche e l'eolipile, che sfruttava la potenza del vapore 1.700 anni prima del motore a vapore di James Watt. Ma una delle creazioni più straordinarie di Hero è stato il primo robot programmabile, che ha costruito nel lontano 60 d.C.

Il dispositivo era un carrello a tre ruote che trasportava altri robot su un palco dove si esibivano per il pubblico. Un peso in caduta tirato su una corda avvolta attorno ai due assi indipendenti del carrello. Usando i picchetti dell'ascia, Hero potrebbe variare il modo in cui la corda si avvolge attorno all'asse. Questo gli ha permesso di programmare in anticipo il percorso e la direzione del robot. Hero ha dato un po 'di consigli, però. L'attrito potrebbe significare problemi, quindi la macchina aveva bisogno di una superficie liscia su cui correre.

Lo scienziato informatico Noel Sharkey dell'Università di Sheffield considera questo sistema di controllo basato sulla corda equivalente alla moderna programmazione binaria. Le schede perforate vecchio stile funzionavano esattamente nello stesso principio. Il video qui sopra mostra il robot di Hero in azione, come ricreato dai moderni ingegneri dalle descrizioni di Hero.

6 Leone e cavaliere di Leonardo

Discutendo di antichi robot, alla fine apparirà inevitabilmente la domanda: Leonardo da Vinci ne costruì uno? Considerando il genio di Leonardo, non sorprende che si sia dilettato nella scienza degli umani e degli animali artificiali.

Leonardo studiò le opere di Hero e combinò le intuizioni dello scienziato con la sua conoscenza dell'anatomia, della lavorazione dei metalli e della scultura per costruire i suoi stessi esseri artificiali. Con la sua comprensione della meccanica del movimento umano e animale (kinesiologia), Leonardo costruì modelli meccanici di muscoli e articolazioni. Le varie pagine mancanti del taccuino di Leonardo Codice Atlantico (c.1497) potrebbe aver contenuto una sezione sulla robotica.

Per un corteo a Milano, Leonardo costruì un cavaliere corazzato capace di movimento indipendente. Per mezzo di pulegge, pesi e ingranaggi, il cavaliere poteva sedersi, alzarsi, muovere la testa e sollevare la visiera. Utilizzando descrizioni frammentarie che sono sopravvissute, il robotista Mark Rosheim ha ricreato il cavaliere nel 2002. I progetti robotici di Leonardo sono stati così efficienti da essere persino stati d'ispirazione per i robot di Rosheim per la NASA.

Un'altra creazione di Leonardo fu un leone presentato al re Francesco I di Francia nel 1515 che poteva camminare da solo. Quando si fermò, il suo seno si aprì, rivelando mazzi di fiori e gigli. Nel 2009, il leone è stato ricreato dai disegni superstiti di Leonardo, come si può vedere in questo video.

5Il monaco che prega

Gianello Torriano fu uno dei migliori orologiai italiani del 16 ° secolo. Venne sotto l'egida dell'imperatore Carlo V nel 1529 e andò con lui al monastero di San Yustre dopo l'abdicazione di Carlo nel 1555. Torriano cercò di alleviare la depressione dell'imperatore creando piccoli automi per intrattenerlo.

Torriano aveva soldati in miniatura impegnati in battaglia sul tavolo da pranzo. Secondo quanto riferito, ha scolpito uccellini dal legno e li ha fatti volare per la stanza e persino fuori dalle finestre. Un automa, il Lady Lute Player, è ancora visibile al Kunsthistorisches Museum di Vienna. Non funziona più, ma si diceva che fosse in grado di fare piccoli passi intermittenti in un percorso rettilineo o circolare, strimpellare il liuto con la mano destra e girare la testa.

Lo Smithsonian Institute, nel frattempo, conserva una creazione funzionante attribuita a Torriano, il Monaco di preghiera di 39 centimetri. L'automa di legno e ferro cammina in un quadrato e batte il petto con il braccio destro mentre alza e abbassa un rosario con la sua sinistra, ogni tanto lo bacia. Può girare e annuire con la testa, roteare gli occhi e mormorare silenziose preghiere con le sue labbra.

La leggenda dice che quando don Carlos, il figlio adolescente di Filippo II, giaceva morto per un trauma cranico sostenuto in una caduta, Filippo e tutta la Spagna pregarono per un miracolo. Le ossa di un monaco di nome Diego de Alcala, morto da un secolo, erano poste accanto al ragazzo. Quella notte, il frate apparve a don Carlos, assicurandogli che si sarebbe ripreso. Don Carlos ha ripreso conoscenza ed è stato ricoverato in salute. Un riconoscente Philip ha incaricato Torriano di creare un'immagine di Fray Diego. Il monaco penitenziale, un miracolo scientifico, fu la risposta di Filippo al miracolo divino. San Diego, in California, è stato anche il nome di Fray Diego de Alcala.

4Karakuri Ningyo

La storia d'amore giapponese con i robot può essere fatta risalire indietro di secoli. I primi robot giapponesi furono creati durante il periodo Edo (1603-1868). Erano chiamati karakuri ningyo (tradotto approssimativamente, "bambola meccanica") ed erano composti da legno, corda e ingranaggi. I giapponesi hanno anche adottato la tecnologia di un orologio occidentale per questi automi.

I più comuni erano i zashiki karakuri, piccoli robot domestici che fornivano intrattenimento. La ricreazione illustrata sopra, per esempio, spara frecce con un arco. Dal punto di vista pratico, alcuni Karakuri potrebbe servire agli ospiti il ​​tè. Ricordando il meccanismo di Philon per il robot cameriere, il Karakuri è stato attivato mettendo una tazza nelle sue mani. Come con il carrello robotico di Hero, una molla regolabile permetteva di programmare l'automa per attraversare il tappeto di paglia in una delle due posizioni.

Quindi abbiamo il dashi karakuri, che erano usati sui carri durante le processioni religiose, molto simile alla statua in movimento di Ctesibius. Questi automi recitavano antichi miti e leggende. Finalmente, il butai karakuri o gli automi teatrali ricordavano le statue di Hero of Alexandria. I giapponesi furono così impressionati dalle esibizioni di questi attori in miniatura che le loro controparti umane provarono a imitare i loro movimenti, piuttosto che il contrario.

3Il suonatore di flauto

Voltaire ha definito il genio meccanico Jacques de Vaucanson il "nuovo Prometeo" per il suo apparente potere di conferire vita a materiale inanimato. Quando era un bambino, Jacques ha studiato un orologio della chiesa mentre aspettava che sua madre finisse la confessione. Jacques ha memorizzato tutte le sue parti ed è stato in grado di ricrearlo a casa. Ha sperimentato con gli automi quando è cresciuto. Un giorno, Jacques si ammalò e, nel delirio, sognò un suonatore di flauti androide. Non appena si è ripreso, ha iniziato a mettere insieme il robot.

Presentato per la prima volta l'11 febbraio 1738, The Flute Player era una macchina quasi impossibile da costruire, considerato che il flauto è uno degli strumenti più difficili da suonare in sintonia con i veri umani. Le note sono prodotte non solo dalla destrezza delle dita e del respiro, ma anche dalla quantità di aria soffiata e dal modo in cui il flautista modella le labbra. Ma Jacques de Vaucanson è riuscito a costruire un robot in grado di riprodurre 12 brani diversi. Ha creato meccanismi per imitare ogni muscolo coinvolto nel suonare il flauto.

Attraverso un sistema di soffietti, tubi e pesi, Jacques è stato in grado di controllare l'aria che scorre attraverso i passaggi. Ha disegnato le labbra per aprirsi e chiudersi e spostarsi avanti e indietro. Una linguetta metallica regolava il flusso d'aria e creava pause. Il robot di Jacques ha effettivamente respirato.

Il problema di Jacques con le dita era che anche se le sue leve producevano le azioni corrette, le dita di legno erano troppo rigide per creare i suoni giusti. Per simulare le dita vere, Jacques ha adattato le cifre in legno con la pelle reale per renderle morbide.

Jacques de Vaucanson realizzò altri automi, il più famoso dei quali era un'anatra che defecò dopo aver mangiato. Ma a differenza di The Flute Player, l'anatra era più di un divertente trucco di prestigio che un vero tentativo di imitare le funzioni di una creatura vivente.

2 Lo scrittore

Al museo di arte e storia di Neuchatel, a ovest di Berna, in Svizzera, un ragazzo di tre anni scalzo siede davanti a una scrivania di mogano, scrivendo lettere piene con una piuma d'oca nella mano destra. Ciò che a prima vista sembra un'affascinante bambola giocattolo è in realtà una meraviglia ingegneristica: l'antenato del computer moderno. Guarda più vicino e puoi vedere i suoi occhi che seguono il suo lavoro. Scuote la penna d'oca dopo averla immersa nel calamaio.

Costruito dall'orologiaio svizzero Pierre Jacquet-Droz alla fine del 1770, i 6000 componenti su misura del Writer lavorano insieme per creare una macchina da scrivere programmabile completamente autonoma. Il ragazzo è animato da una manovella che avvolge le molle. Può scrivere qualsiasi testo personalizzato lungo fino a 40 lettere con un massimo di quattro righe, grazie a 40 camme che funzionano come un programma di sola lettura. Questo disco del sistema di programmazione consente di scrivere senza alcun intervento esterno. Lo Scrittore può anche essere interrotto nel mezzo di una linea ed essere fatto per comporne un altro.

Jacquet-Droz aveva sempre abbagliato con i suoi automi. Nella corte del re Ferdinando VI di Spagna, la gente era convinta che le sue creazioni realistiche fossero opera della stregoneria. Per sfuggire all'imputazione della stregoneria da parte dell'Inquisizione, Jacquet-Droz invitò il Grande Inquisitore a esaminare il suo robot e il suo meccanismo interno per assicurarsi che si muovesse con mezzi puramente naturali.

The Writer è uno di un trio di androidi Jacquet-Droz costruiti tra il 1767 e il 1774. Gli altri due, meno complessi di The Writer, sono Lady Musician e il Draftsman. Ciò che rende questi robot particolarmente degni di nota è l'uso della miniaturizzazione. Tutti i meccanismi che azionano gli androidi sono racchiusi nei loro corpi, non su un mobile che accompagna il tableau, come era solito. Questa miniaturizzazione ha reso più difficile la sincronizzazione di tutti i pezzi, il che rende i robot, che funzionano ancora dopo oltre 200 anni, ancora più fantastici.

1Il disegnatore

In mostra al Franklin Institute di Philadelphia, un automa di due secoli chiamato "The Drawing Boy" continua la tradizione della magia meccanica iniziata da The Writer. Il disegnatore era il capolavoro di un altro orologiaio svizzero, Henri Maillardet. Come The Writer, ha influenzato il film di Martin Scorsese Hugo, in cui un automa svolge un ruolo di supporto.

Il Drawing Boy è stupefacente nella sua complessità. Una pila di camme rotanti in ottone controlla con precisione il movimento incredibilmente fluido e realistico delle braccia. Non è solo una questione di geometria semplice, come spostare il braccio lungo il X, y, o z asse. Ad esempio, disegnando una linea diagonale dritta, il braccio doveva tornare indietro mentre si muoveva da un lato all'altro, altrimenti disegnava un arco.

Una volta finito, il robot può produrre un disegno in circa tre minuti. Ciò richiede più camme e se è necessario un altro disegno, la macchina deve spostare l'intera pila di 3 millimetri (0,13 in) per passare a un'altra pila, altrimenti il ​​processo si interromperà. Questa incredibile precisione è ottenuta da parti che sono state in gran parte realizzate a mano. Le camme sono essenzialmente di sola lettura e consentono al Ragazzo di scrivere tre poesie (due in francese e una in inglese) e realizzare quattro disegni, incluso uno di un tempio cinese.

Un paio di camme più semplici controllano i movimenti di occhi e testa. In un pezzo di eccellente arte performativa, The Boy smette di scrivere per un momento mentre la pila di camme si sposta, alza la testa e guarda con gli occhi, come se stesse pensando a cosa disegnare in seguito. Quindi abbassa di nuovo la testa mentre il braccio riprende il suo lavoro.