10 erstaunliche Roboter, die ohne moderne Technologie gebaut wurden

Das Wort „Roboter“ wurde zuerst von Karel Capek im Science-Fiction-Spiel geprägt R.U.R. („Rossums Universal-Roboter“), um einen künstlichen Menschen zu beschreiben. Es ist vom tschechischen Wort abgeleitet Robotnikund bedeutet "Arbeiter".

Moderne Roboter haben mit der digitalen Revolution und den Fortschritten in der künstlichen Intelligenz Schritt gehalten. Grundlegende analoge Mechanismen, die menschliche oder tierische Handlungen nachahmen, haben jedoch eine lange Geschichte. Selbst wenn Sie nur wenig oder gar kein Interesse an Robotik haben, faszinieren diese uralten Geräte mit ihrem Einfallsreichtum. Sie wurden ohne Strom und ohne Präzisionsgeräte entwickelt und zeugen von grenzenloser Kreativität der Menschheit.

10Die bewegenden Statuen

Die antike Literatur ist voller Geschichten über künstliche Menschen. Prominent unter diesen sind Verweise auf Androide-Mädchen in Homer Ilias und bewegende Statuen von Daedalus, dem Vater des legendären Ikarus. Die Griechen berichten auch, dass der Gott Hephaistos König Minos von Kreta einen riesigen Metallmann namens Talos gab, der sein Königreich verteidigte. Talos war nahezu unzerstörbar, und seine einzige Verwundbarkeit bestand im Knöchel, wo ein Rohr mit Flüssigkeit nahe an die Metallhaut lief. Talos wurde zerstört, als der Knöchel punktiert und die Pfeife durchgeschnitten wurde.

Geschichten über bewegte Statuen im alten Ägypten umfassen eine von Priestern von Ammon um 1100 v.Chr. Berichten zufolge wählte er den nächsten Pharao aus, indem er seinen Arm ausstreckte und ein männliches Mitglied der königlichen Familie auswählte. Das Bewegen von Statuen war offensichtlich als religiöse Propaganda sehr nützlich. In Ägypten galten sie als die Gefäße, durch die die Seele wiedergeboren wurde.

Diese Maschinen waren vielleicht mehr als ein Mythos. Schriftliche Dokumente zeigen, dass die alten Ägypter über grundlegende Kenntnisse der Mechanik verfügten, um nicht-digitale Roboter oder Automaten zu bauen. Bei der üblichen Methode wurde ein ausgeklügeltes System aus Seilen und Rollen verwendet. Eine heilige Flamme würde sich entzünden, die Luft erwärmen und ausdehnen, wodurch das System aktiviert würde.

Dieser Prozess wurde im Laufe der Jahrhunderte weiterentwickelt und verfeinert. Der griechische Ctesibius von Alexandria baute einen Automaten, der von Nocken (scheibenförmigen Geräten) bedient wurde, so dass er sitzen oder stehen konnte, während er in einer Prozession bewegt wurde. Keines der Schriften von Ctesibius überlebt, aber spätere Ingenieure verweisen auf seine Pläne für Automaten, die mit Hydraulik, Dampf und Pneumatik betrieben werden. Die Technologie des Zeitalters erlaubte nur begrenzte, sich wiederholende Bewegungen, aber wir können immer noch den Ursprung von Robotern auf Ctesibius zurückführen.

9die Klaue

Streng genommen war die kranartige Waffe von Archimedes kein Roboter, weil sie einen Kranführer benötigte. Die Klaue war jedoch ein Vorläufer des in modernen Fabriken anzutreffenden industriellen Roboterarms. Die Klaue hob feindliche Schiffe körperlich aus dem Wasser und warf sie um.

Sie wurde 213 v. Chr. Gegen die römischen Invasoren von Syrakus eingesetzt. Der Historiker Polybius erzählte die Szene, als sich die römischen Schiffe an die zum Meer gerichteten Mauern der Stadt näherten. Die riesige Hand stieß auf ein Zielschiff und riss den Bug des Schiffes aus dem Wasser und stellte es senkrecht auf sein Heck. Dann befestigte der Bediener die Maschine, um sie unbeweglich zu machen, und dann durch eine Art Freigabemechanismus. Den Haken und die Kette abnehmen. Die Schiffe sind dann entweder gekentert, schlecht gelistet oder mit Verwirrung und viel Meerwasser gefüllt. "

Plutarch fügt hinzu: „Oft sah man das schreckliche Schauspiel eines Schiffes, das sauber aus dem Wasser in die Luft gehoben wurde und herumwirbelte, als es dort hing, bis jeder Mann aus dem Rumpf geschüttelt und danach in eine andere Richtung geworfen worden war und es würde leer an den Wänden niedergerissen werden. “

Die Klaue war eine Anwendung zweier großer Gesetze von Archimedes - das Gesetz des Hebels und das Gesetz des Auftriebs -, um tonnenschwere Schiffe zu überwältigen. Die Kenntnis der Kräfte und des Gleichgewichts wurde verwendet, um die geringe Kraft zu berechnen, die erforderlich ist, um eine Galeere zu kentern.

Wir haben keine direkten Beweise dafür, dass Archimedes diese Superwaffe tatsächlich gebaut hat, und uralte Berichte hätten sein Können möglicherweise übertrieben, selbst wenn das Gerät jemals benutzt wurde. Neueste Experimente von Ingenieuren haben jedoch gezeigt, dass die Klaue damals technisch möglich war.

8Das Dienstmädchen von Philon

Der griechische Erfinder Philon von Byzanz, der um 220 v. Chr. Starb, wurde wegen seiner beeindruckenden Ingenieurskunst als "Mechanicus" bezeichnet. Die meisten unserer Informationen über ihn stammen aus seiner einzigen überlebenden Arbeit, dem Neun-Buch Kompendium der Mechanik. Er lebte nach Ctesibius und setzte die Forschung seines Vorgängers im Bereich Hydraulik und Pneumatik fort.

Buch fünf von Mechanik, das Pneumatica (eine Abhandlung über Geräte, die durch Luft- oder Wasserdruck betrieben werden), beschreibt eine von Philon entwickelte weibliche Roboterin. Sie hielt einen Krug Wein in der rechten Hand. Wenn eine Tasse auf ihre linke Hand gestellt wurde, goss sie den Wein hinein, fügte Wasser hinzu und mischte es, falls gewünscht, mit dem Wein. Durch ein komplexes Netzwerk aus Behältern, Schläuchen, Luftleitungen und Wickelfedern, das durch unterschiedliche Gewichts-, Luftdruck- und Unterdruckvarianten zusammenwirkt, hatte Philon einen Automaten konstruiert, der nützliche Arbeit leisten konnte und nicht nur bei religiösen Zeremonien eine Stütze war.

Aber die Verfügbarkeit von entbehrlicher Sklavenarbeit machte solche Roboter überflüssig. Die Robotik musste erst später warten, um ihr volles Potenzial auszuschöpfen. Philons Arbeit beeinflusste die nächste Generation von Wissenschaftlern, insbesondere Hero of Alexandria. Seine Ideen wurden auch durch die Jahrhunderte hindurch getragen und inspirierten die islamische Wissenschaft im Mittelalter.

7Hero Of Alexandrias programmierbarer Roboter

Der Held (oder Heron) von Alexandria (10-70 n. Chr.) War wahrscheinlich der größte Erfinder der Antike.Zu seinen raffinierten Geräten gehörten geldbetätigte Weihwasserspender (der Prototyp des modernen Verkaufsautomaten), automatische Türen und der Aeolipile, der 1.700 Jahre vor der Dampfmaschine von James Watt Dampfkraft nutzte. Eine der beeindruckendsten Kreationen von Hero war jedoch der erste programmierbare Roboter, den er bereits um 60 n. Chr. Gebaut hatte.

Das Gerät war ein dreirädriger Wagen, der andere Roboter auf eine Bühne brachte, auf der sie vor Publikum auftraten. Ein fallendes Gewicht zog an einem Seil, das um die beiden unabhängigen Achsen des Wagens gewickelt war. Mit den Heringen der Achse konnte Hero variieren, wie das Seil um die Achse gewickelt wurde. Dies erlaubte ihm, den Kurs und die Richtung des Roboters vorher zu programmieren. Hero gab jedoch ein paar Ratschläge. Reibung kann zu Problemen führen, deshalb brauchte die Maschine eine glatte Oberfläche, auf der sie laufen konnte.

Der Informatiker Noel Sharkey von der University of Sheffield hält dieses seilgestützte Steuersystem für die moderne binäre Programmierung. Altmodische Lochkarten funktionieren nach dem gleichen Prinzip. Das obige Video zeigt Heros Roboter in Aktion, wie er von modernen Ingenieuren nach Heros Beschreibungen wiedergegeben wurde.

6Leonardos Ritter und Löwe

Bei der Diskussion über antike Roboter wird die unvermeidliche Frage schließlich auftauchen. Hat Leonardo da Vinci eine gebaut? In Anbetracht von Leonardos Genialität ist es nicht verwunderlich, dass er sich mit der Wissenschaft von künstlichen Menschen und Tieren beschäftigte.

Leonardo studierte die Arbeiten von Hero und kombinierte die Erkenntnisse dieses Wissenschaftlers mit seinem eigenen Wissen über Anatomie, Metallverarbeitung und Skulptur, um seine eigenen künstlichen Wesen zu bauen. Mit seinem Verständnis der Mechanik der menschlichen und tierischen Bewegung (Kinesiologie) baute Leonardo mechanische Modelle für Muskeln und Gelenke auf. Die wenigen fehlenden Seiten aus Leonardos Notizbuch Codex Atlanticus (c.1497) enthält möglicherweise einen Abschnitt zur Robotik.

Für einen Festzug in Mailand baute Leonardo einen gepanzerten Ritter, der sich unabhängig bewegen konnte. Mit Hilfe von Rollen, Gewichten und Zahnrädern konnte der Ritter sich setzen, aufstehen, seinen Kopf bewegen und sein Visier anheben. Mit fragmentarischen Beschreibungen, die überlebten, stellte der Robotiker Mark Rosheim den Ritter im Jahr 2002 neu auf. Leonardos Roboter-Designs waren so effizient, dass sie sogar Rosheims eigenen Robotern für die NASA als Inspiration dienten.

Eine andere Leonardo-Kreation war ein Löwe, der 1515 an König Franz I. von Frankreich überreicht wurde, der alleine laufen konnte. Als es anhielt, öffnete sich die Brust, und Blumensträuße aus Lilien und Blumen wurden sichtbar. 2009 wurde der Löwe aus Leonardos überlebenden Zeichnungen wiederhergestellt, wie in diesem Video zu sehen ist.

5Der betende Mönch

Gianello Torriano war einer der besten italienischen Uhrmacher des 16. Jahrhunderts. Er wurde 1529 von Kaiser Karl V. eingestellt und ging mit ihm 1555 nach Charles 'Rücktritt in das Kloster von San Yustre. Torriano versuchte die Depression des Kaisers zu mildern, indem er kleine Automaten entwickelte, um ihn zu unterhalten.

Torriano ließ Miniatursoldaten am Esstisch kämpfen. Berichten zufolge schnitzte er kleine Vögel aus Holz und ließ sie im Zimmer und sogar aus den Fenstern fliegen. Ein Automat, der Lady Lute Player, ist noch heute im Kunsthistorischen Museum in Wien zu sehen. Es funktioniert nicht mehr, aber es heißt, dass es in der Lage ist, kleine Auslöseschritte auf einer geraden oder kreisförmigen Bahn zu machen, die Laute mit der rechten Hand zu schlagen und den Kopf zu drehen.

Das Smithsonian Institute bewahrt eine funktionierende Kreation, die Torriano, dem 39 Zentimeter (15 Zoll) betenden Mönch, zugeschrieben wird. Der Holz- und Eisenautomat läuft auf einem Feld und schlägt mit dem rechten Arm auf die Brust, während er mit der Linken einen Rosenkranz anhebt und senkt und ihn gelegentlich küsst. Es kann sich drehen und nicken, den Kopf rollen und mit den Lippen stille Gebete murmeln.

Die Legende besagt, dass, als Don Carlos, der Teenager von Philip II., An einer durch einen Sturz erlittenen Kopfverletzung im Sterben lag, Philipp und ganz Spanien für ein Wunder beteten. Die Knochen eines Mönchs namens Diego de Alcala, der seit einem Jahrhundert tot war, wurden neben dem Jungen platziert. In dieser Nacht erschien der Bruder Don Carlos und versicherte ihm, dass er sich erholen würde. Don Carlos erlangte wieder Bewusstsein und wurde gesund gepflegt. Ein dankbarer Philip beauftragte Torriano mit der Erstellung eines Bildes von Fray Diego. Der Bußmönch, ein wissenschaftliches Wunder, war die Antwort von Philip auf das göttliche Wunder. San Diego, Kalifornien, wurde auch nach Fray Diego de Alcala benannt.

4Karakuri Ningyo

Die japanische Liebesaffäre mit Robotern lässt sich Jahrhunderte zurückverfolgen. Die ersten japanischen Roboter entstanden in der Edo-Zeit (1603-1868). Sie wurden gerufen Karakuri Ningyo (grob übersetzt: "mechanische Puppe") und bestand aus Holz, Schnur und Zahnrädern. Die Japaner verwendeten auch westliche Uhrwerkstechnologie für diese Automaten.

Die häufigsten waren die Zashiki Karakuri, kleine Haushaltsroboter, die für Unterhaltung sorgten. Die oben dargestellte Erholung schießt beispielsweise Pfeile mit einem Bogen. In praktischer Hinsicht einige Karakuri Gäste könnten Tee servieren. Unter Berufung auf Philons Mechanismus für den Dienstmädchenroboter Karakuri wurde aktiviert, indem man eine Teetasse in die Hände nahm. Wie bei Heros Roboterwagen war es durch eine einstellbare Feder möglich, den Automaten so zu programmieren, dass er die Strohmatte in zwei verschiedene Positionen fahren kann.

Dann haben wir die Dashi Karakuri, die während religiöser Festumzüge auf Wagen verwendet wurden, ähnlich wie Ctesibius 'bewegliche Statue. Diese Automaten spielten antike Mythen und Legenden aus. Endlich, das Butai Karakuri oder Theaterautomaten erinnerten an die Statuen des Helden von Alexandria. Die Japaner waren so beeindruckt von den Aufführungen dieser Miniaturschauspieler, dass ihre menschlichen Kollegen versuchten, ihre Bewegungen nachzuahmen, und nicht umgekehrt.

3Der Flötenspieler

Voltaire nannte das mechanische Genie Jacques de Vaucanson den "neuen Prometheus" für seine scheinbare Kraft, leblosem Material Leben zu verleihen. Als Kind lernte Jacques eine Kirchenuhr, während er darauf wartete, dass seine Mutter das Geständnis beendet hatte. Jacques hat sich alle Teile auswendig gelernt und konnte sie zu Hause neu erstellen. Als er groß wurde, experimentierte er mit Automaten. Eines Tages wurde Jacques krank und träumte in seinem Delirium von einem Android-Flötenspieler. Sobald er sich erholt hatte, begann er den Roboter zusammenzubauen.

Der am 11. Februar 1738 erstmals ausgestellte The Flute Player war eine nahezu unmögliche Maschine, wenn man bedenkt, dass die Flöte eines der härtesten Instrumente ist, die von echten Menschen gespielt werden können. Noten werden nicht nur durch Fingerfertigkeit und Atem erzeugt, sondern auch durch die geblasene Luft und wie der Flötist die Lippen formt. Es gelang Jacques de Vaucanson jedoch, einen Roboter zu bauen, der 12 verschiedene Stücke spielen konnte. Er entwickelte Mechanismen, um jeden beim Flötenspiel beteiligten Muskel zu imitieren.

Durch ein System aus Bälgen, Rohren und Gewichten konnte Jacques die durch die Durchgänge strömende Luft kontrollieren. Er hat die Lippen so gestaltet, dass sie sich öffnen und schließen und sich vorwärts und rückwärts bewegen. Eine Metallzunge regulierte den Luftstrom und erzeugte Pausen. Jacques 'Roboter atmete tatsächlich.

Jacques 'Problem mit den Fingern war, dass, obwohl seine Hebel die richtigen Aktionen auslösten, die Holzfinger zu steif waren, um die richtigen Töne zu erzeugen. Um echte Finger zu simulieren, passte Jacques die Holzziffern mit echter Haut an, um sie weich zu machen.

Jacques de Vaucanson stellte andere Automaten her, von denen die berühmteste eine Ente war, die nach dem Essen Stuhlgang hatte. Im Gegensatz zu The Flute Player war die Ente jedoch eher ein amüsanter beschwörender Trick als ein echter Versuch, die Funktionen eines Lebewesens nachzuahmen.

2Der Schriftsteller

Im Neuchatel Museum für Kunst und Geschichte westlich von Bern in der Schweiz sitzt ein dreijähriger Barfußjunge vor einem Mahagoni-Schreibtisch und schreibt vollständige Briefe mit einer Gänsefedernfeder in der rechten Hand. Was auf den ersten Blick wie eine charmante Spielzeugpuppe aussieht, ist eigentlich ein Wunder der Technik: der Vorfahr des modernen Computers. Schauen Sie genauer hin und Sie können seine Augen nach der Arbeit sehen. Der Stift wird nach dem Eintauchen in den Tintenständer geschüttelt.

The Writer wurde in den späten 1770er Jahren von dem in der Schweiz geborenen Uhrmacher Pierre Jacquet-Droz erbaut. Die 6.000 maßgefertigten Komponenten des Writer arbeiten zusammen und bilden eine vollständig in sich geschlossene programmierbare Schreibmaschine. Der Junge wird von einer Kurbel animiert, die die Triebfeder aufwickelt. Dank 40 Cams, die wie ein Nur-Lese-Programm funktionieren, kann jeder benutzerdefinierte Text mit bis zu 40 Buchstaben und maximal vier Zeilen geschrieben werden. Diese Programmiersystemplatte ermöglicht das Schreiben ohne externen Eingriff. Der Writer kann sogar mitten in einer Zeile unterbrochen werden, um eine andere zu komponieren.

Jacquet-Droz hatte immer mit seinen Automaten geblendet. Am Hofe von König Ferdinand VI. Von Spanien waren die Menschen überzeugt, dass seine lebensechten Kreationen das Werk von Hexerei seien. Um der Anklage der Zauberei durch die Inquisition zu entgehen, bat Jacquet-Droz den Großinquisitor, seinen Roboter und seinen inneren Mechanismus zu untersuchen, um sich zu überzeugen, dass er sich auf rein natürliche Weise bewegt.

Der Schriftsteller ist ein Trio von Androids, das Jacquet-Droz von 1767 bis 1774 erbaut hat. Die anderen beiden, weniger komplex als der Schriftsteller, sind die Lady Musician und der Zeichner. Was diese Roboter besonders bemerkenswert macht, ist die Miniaturisierung. Alle Mechanismen, die die Androiden bedienen, sind in ihrem Körper eingeschlossen, nicht wie üblich auf einem Möbelstück, das das Tableau begleitet. Diese Miniaturisierung machte die Synchronisation aller Teile schwieriger, was die Roboter, die nach über 200 Jahren immer noch funktionieren, umso beeindruckender macht.

1 Der Zeichenjunge

Im Franklin Institute in Philadelphia zu sehen, führt ein zwei Jahrhunderte alter Automat namens "The Drawing Boy" die von The Writer begonnene Tradition der mechanischen Magie fort. The Drawing Boy war das Meisterwerk eines weiteren Schweizer Uhrmachers, Henri Maillardet. Wie der Schriftsteller beeinflusste es Martin Scorseses Film Hugo, bei dem ein Automat eine unterstützende Rolle spielt.

Der Drawing Boy ist in seiner Komplexität umwerfend. Ein Stapel rotierender Messingnocken steuert präzise die unglaublich fließenden und lebensechten Bewegungen der Arme. Es ist nicht nur eine Frage der einfachen Geometrie, wie beispielsweise das Bewegen des Arms entlang der x, y, oder z Achse. Wenn Sie beispielsweise eine gerade Diagonale zeichnen, muss sich der Arm von einer Seite zur anderen zurückbewegen. Andernfalls würde er einen Bogen zeichnen.

Nach dem Aufwickeln kann der Roboter innerhalb von drei Minuten eine Zeichnung erstellen. Dies erfordert mehrere Nocken. Wenn eine andere Zeichnung benötigt wird, muss die Maschine den gesamten Stapel um 3 Millimeter verschieben, um zu einem anderen Stapel zu wechseln. Andernfalls bricht der Prozess ab. Diese unglaubliche Präzision wird durch weitgehend von Hand gefertigte Teile erreicht. Die Nocken sind im Wesentlichen Nur-Lese-Speicher und ermöglichen es The Boy, drei Gedichte (zwei auf Französisch und eines auf Englisch) zu schreiben und vier Zeichnungen zu erstellen, einschließlich eines chinesischen Tempels.

Einige einfachere Nocken steuern die Bewegungen von Augen und Kopf. In einem Stück exzellenter Performancekunst hört The Boy für einen Moment auf zu schreiben, während der Nockenstapel sich bewegt, seinen Kopf anhebt und mit seinen Augen herausschaut, als würde er daran denken, was als nächstes zu zeichnen ist. Dann senkt es seinen Kopf wieder, während der Arm seine Arbeit wieder aufnimmt.