Чаще всего да Винчи упоминают, когда речь заходит о живописи, но среди множества его работ были удивительные изобретения, одно из которых - человекоподобный робот.
Леонардо прекрасно знал механику, анатомию, свойства разных материалов. Нередко мастер создавал то, чего не понимали его современники, и лишь столетия спустя ученые изумлялись, когда находили его чертежи. Гений старательно шифровал свои записи, что лишь добавило исследователям проблем, а часть его заметок безвозвратно исчезла. Поэтому каждая находка, каждая удачная попытка расшифровки, каждая модель, которая была воссоздана, становится сенсацией.
Немного о мастере
Будущий художник, скульптор, архитектор, писатель, ученый и инженер появился на свет в 1452 году неподалеку от флорентийского городка Винчи.
Он был незаконнорожденным сыном нотариуса Пьеро и крестьянской девушки. У него не было фамилии: «да Винчи» - добавление к имени, оно переводится как «из Винчи» и указывает на место рождения. Леонардо учился во Флоренции у художника Андреа дель Верроккьо.
Кроме гуманитарных и художественных дисциплин он изучал химию, моделирование, металлургию, черчение, работал с гипсом, кожей и металлом. В 20 лет вступил в Гильдию Святого Луки и получил статус мастера. Уже во времена ученичества талантливый подмастерье владел техникой живописи лучше, чем наставник. Да Винчи работал над картинами, скульптурами и фресками, выполнял заказы состоятельных людей.
Параллельно изучал строение человеческого тела, вскрывал трупы и тщательно зарисовывал органы, скелет и мышцы, часто с нескольких ракурсов. Его подход впоследствии стали использовать при составлении анатомических атласов. Леонардо проводил опыты в области гидравлики и пневматики, использовал силу воды и воздуха для того, чтобы приводить машины в движение. Он разрабатывал узлы и целые механизмы, часть из которых предназначалась для боевых действий.
Ничто не казалось гению слишком незначительным, ему принадлежит огромное количество изобретений в разных сферах жизни, от приготовления пищи до воздухоплавания. Даже развлечения жадной до зрелищ публики были достойны того, чтобы изобрести что-нибудь особенное: знаменитого робота Леонардо да Винчи создал именно для этой цели.
Некоторые изобретения Леонардо
Да Винчи усовершенствовал технику живописи, его картины выглядят гораздо реалистичнее чем у его предшественников. Он понял, что свет рассеивается в воздухе между предметом и наблюдателем, в результате очертания предметов теряют четкость. Леонардо смог передать это на своих картинах и обосновал явление в теории. Прием носит название «сфумато», в переводе с итальянского - «исчезающий словно дым». Другие художники быстро оценили новую методику и переняли ее.
Наблюдательность, интерес к анатомии, а также изучение трудов архитектора и ученого Витрувия, который жил в Римской империи в I веке до нашей эры, привели к созданию рисунка Витрувианского человека. Эта иллюстрация снабжена комментариями, которые объясняют основные математические пропорции тела. Инженерное мышление Леонардо принесло свои плоды.
Его изобретения опередили время, они по сей день поражают воображение, ведь модели, которые строят по чертежам пятивековой давности, прекрасно работают.
Модели Леонардо да Винчи
- Деревянная повозка, которая едет сама, приводится в движение с помощью пружин, а еще в ней предусмотрен тормоз. Такой автомобиль эпохи Возрождения успешно запустили в начале XXI века.
- Парашют да Винчи из дерева и парусины мягко приземлил испытателя, который рискнул прыгнуть с высоты трех тысяч метров.
- Летательный аппарат, что напоминает аэроплан, по утверждению специалистов, не сможет взлететь, хотя настойчивость, с которой мастер пытался поднять человека в воздух, вызывает уважение.
- Военные разработки да Винчи не менее интересны. Танк - закрытая колесница с оружием - должен был защитить пехоту и нанести как можно больше ущерба противнику. Для управления этим агрегатом требовалось восемь человек.
- Мосты, которые можно легко переносить и устанавливать, наверняка интересовали полководцев того времени. Огромная катапульта с винтовым воротом должна была стрелять камнями.
Эти приспособления так и остались на бумаге, иной оказалась судьба колесцового замка, который активно использовался в огнестрельном оружии XV-XVII веков.
С 1516 года Леонардо жил во Франции, куда его пригласил Франциск I, и заведовал организацией придворных торжеств. Поэтому часть изобретений нужна была, чтобы развлечь монарха и его окружение. У да Винчи была отличная возможность продолжать свои исследования, конструировать механизмы, испытывать их в деле, демонстрировать зрителям и получать достойную награду за труды.
Он составлял схемы и описания, при этом использовал шифр и намеренно добавлял в чертежи лишние элементы, вероятно, чтобы идеи не смог похитить и воплотить в жизнь кто-то другой. Не стал исключением и робот-рыцарь Леонардо да Винчи, о котором узнали в середине XX века.
Листы с чертежами искусственного человека нашел в 1957 году Карло Педретти. Сами записи сделаны в 1495 или 1496 году, но нет достоверных сведений о том, видел ли кто-нибудь робота Леонардо в действии. Марк Рошейм, американский инженер-робототехник, взялся за изучение схемы в 1996 году, а в 2002 добился успеха и продемонстрировал андроида, о котором забыли на целых пять веков. Другой исследователь, Марио Таддеи, провел еще одну реконструкцию, которая оказалась ближе к изначальному замыслу. Механизм рабочий, все его детали функционируют как положено.
Да Винчи хорошо знал, как устроены мышцы, сухожилия и суставы человека, он понимал механику движений живых существ. При построении робота Леонардо соблюдены все пропорции, которые известны по Витрувианскому человеку. Чтобы андроид не падал, его центр тяжести всегда должен располагаться над ступнями, а плечи, бедра и лодыжки должны лежать в одной плоскости. Деревянные суставы, проволочные сухожилия и стальной скелет скрыты под германо-итальянскими доспехами эпохи Средневековья.
Робот-рыцарь да Винчи
Механическое создание может поворачивать голову, открывать и закрывать рот, двигать руками, садиться и вставать. Движения очень правдоподобны, и все это - результат работы системы из роликов и тросов. В груди андроида находится управляющее устройство, оно механическое, там используется принцип прямого кодирования. Управление верхней и нижней половинами аппарата раздельное: контролировать узлы в лодыжках, коленях и бедрах можно с помощью внешней рукоятки.
Робот-рыцарь да Винчи способен держать что-нибудь в руках, поэтому возможно, что его проектировали для каких-то церемоний или же развлечений. Чтобы машина какое-то время передвигалась без участия людей, Леонардо мог использовать водяные колеса или кривошипный механизм. Принципы построения этой модели легли в основу другой разработки - механического льва для Франциска I.
Автоматы, которые придумал да Винчи, в глазах современных людей выглядят наивными и несложными. Но их простота гениальна, а появление более поздних аналогов подтверждает, что Леонардо мыслил в правильном направлении. В его трудах черпают вдохновение робототехники XXI века. Ученые хотят создать такого же робота, но добавить электронику и необходимые программы. Новое воплощение должно выполнять голосовые и компьютерные команды. Старинного андроида поняли и приняли, пусть даже спустя сотни лет.
7 научных изобретений Леонардо да Винчи
Топ 10 изобретений Леонардо да Винчи
Леонардо да Винчи — великий итальянский художник (живописец, скульптор, архитектор) и учёный (анатом, математик, физик, естествоиспытатель), яркий представитель типа «универсального человека».
1
Знаменитый рисунок, сопровождаемый пояснительными надписями, выполненный Леонардо да Винчи примерно в 1490 году и помещённый в одном из его журналов. На нём изображена фигура обнажённого мужчины в двух наложенных одна на другую позициях: с разведёнными в стороны руками и ногами, вписанная в окружность; с разведёнными руками и сведенными вместе ногами, вписанная в квадрат. Рисунок и пояснения к нему иногда называют каноническими пропорциями.
2
Единственное его изобретение, получившее признание при его жизни - колесцовый замок для пистолета (заводившийся ключом). В начале колесцовый пистолет был мало распространён, но уже к середине XVI века приобрёл популярность у дворян
3
Леонардо осознал и воплотил новую живописную технику. У него линия имеет право на размытость, потому что так мы её видим. Он осознал явления рассеяния света в воздухе и возникновения сфумато - дымки между зрителем и изображенным предметом, которое смягчает цветовые контрасты и линии. В итоге реализм в живописи перешёл на качественно новую ступень.
4
«Я буду делать закрытые колесницы, которые безопасны, и на них нельзя нападать; автомобиль, который не боится нападения большой численности врага при нарушении его строя и его артиллерии. Позади колесницы, должны следовать пехотинцы, без опасности ущерба или других препятствий» Идея Леонардо относительно сеяния паники и разрушения среди вражеских отрядов была воплощена в его проекте имеющую форму автомобиля черепаха, с укрепленными на ней металлическими пластинами, с внутренней башенкой и имеющей вооружение. Автомобиль должны были эксплуатировать 8 человек, чтобы приводить в движения колеса.
Такой тип мостов, придуманный Леонардо да Винчи, мог быть полезным военным того времени. Состоящий из одного пролета, мост крепился к берегу вертикальным шарниром, что позволяло ему вращаться. Преимущества такого устройства — оперативность в развертывании.
6
Машину из дерева по чертежам Леонардо построили в 2004 году. Ученые одного из музеев Италии воплотили задумку гения в жизнь, к всеобщему удивлению, механизм заработал в точности так, как предполагал Да Винчи.
7
Из рисунков Леонардо да Винчи видно, что представление о нейтральной плоскости возникло у него и при изучении действия арбалета. Примером является его рисунок гигантской катапульты для стрельбы камнями. Сгибание дуги этого оружия производилось с помощью винтового ворота; камень вылетал из кармана, расположенного в центре сдвоенной тетивы. Как ворот, так и карман для камня нарисованы (в увеличенном масштабе) такими же, как и на рисунках арбалета.
8
Робот Леонардо - человекоподобный механизм, технология которого была разработана Леонардо да Винчи приблизительно в 1495 году. Чертежи робота были найдены в документах Леонардо, обнаруженных в 1950-х годах. Неизвестно, была ли разработка осуществлена. На каркас робота была надета германо-итальянская рыцарская броня, он был запрограммирован имитировать человеческие движения (приподниматься и садиться, двигать руками и шеей) и имел анатомически правильное строение челюсти. Технология частично основывалась на исследованиях Леонардо в анатомии, в частности Витрувианском человеке.
9
Леонардо да Винчи интересовали проблемы полёта. В Милане он делал много рисунков и изучал летательный механизм птиц разных пород и летучих мышей. Кроме наблюдений он проводил и опыты, но они все были неудачными. Леонардо очень хотел построить летательный аппарат. Он говорил: «Кто знает всё, тот может всё. Только бы узнать - и крылья будут!» Сначала Леонардо разрабатывал проблему полёта при помощи крыльев, приводимые в движение мышечной силой человека: идея простейшего аппарата Дедала и Икара. Но затем он дошёл до мысли о постройке такого аппарата, к которому человек не должен быть прикреплён, а должен сохранять полную свободу, чтобы управлять им; приводить же себя в движение аппарат должен своей собственной силой. Это в сущности идея аэроплана. Для того чтобы успешно практически построить и использовать аппарат, Леонардо не хватило только одного: идеи мотора, обладающего достаточной силой. До всего остального он дошёл. Леонардо да Винчи работал над аппаратом вертикального взлёта и посадки. Нынешние ученые авторитетно утверждают, что эта конструкция не сможет взлететь. Однако, это изобретение Леонардо до сих пор остается одной из самых известных. Конструкция должна была приводиться в движение физической силой четырех человек.
10
Оригинальный дизайн парашюта был начерчен да Винчи в его записной книге в 1483 году и сопровождался записью о безопасности прыжка человека с любой высоты при использовании такого устройства. Изобретение Леонардо да Винчи получило практическое подтверждение через 500 лет после того, как он сделал наброски первого в мире парашюта. Британец Адриан Николас прыгнул с воздушного шара с высоты 3000 метров над землей, игнорируя предположение экспертов о том, что хитроумное приспособление из парусины и дерева не будет летать. Николас успешно приземлился на просторной открытой территории Мпумаланги в Южной Африке, рассказывая, что полет был мягче, чем при помощи современных парашютов. И очень впечатляющим. Очевидцев заворожила его красота. Однако восторг сменялся страхом: никто не знал наверняка, приземлится ли Адриан, ступит ли он на землю.
Ининский сад камней расположен в Баргузинской долине. Огромные камни как будто кто-то специально разбросал или расставил с умыслом. А в местах, где расставлены мегалиты, всегда происходит что-то таинственное.
Одной из достопримечательностей Бурятии является Ининский сад камней в Баргузинской долине. Он производит удивительное впечатление – огромные камни, разбросанные в беспорядке на совершенно ровной поверхности. Как будто кто-то специально то ли разбросал их, то ли расставил с умыслом. А в местах, где расставлены мегалиты, всегда происходит что-то таинственное.
Сила природы
Вообще «сад камней» - это японское название искусственного ландшафта, в котором ключевую роль играют камни, расставленные по строгим правилам. «Карэсансуй» (сухой пейзаж) в Японии культивируется с 14-го века, и появился он не просто так. Считалось, что в местах с большим скоплением камней обитают боги, вследствие этого и самим камням стали придавать божественное значение. Конечно, сейчас японцы используют сады камней как место для медитации, где удобно предаваться философским размышлениям.
А философия здесь вот при чём. Хаотичное, на первый взгляд, расположение камней, на самом деле строго подчинено определённым законам. Во-первых, должна соблюдаться асимметрия и разность размеров камней. В саду есть определённые точки наблюдения – в зависимости от времени, когда вы собираетесь созерцать устройство своего микромира. И главная хитрость – с любой точки наблюдения всегда должен быть один камень, который… не виден.
Самый известный в Японии сад камней находится в Киото – древнейшей столице страны самураев, в храме Рёандзи. Это пристанище буддийских монахов. А у нас в Бурятии «сад камней» появился без усилий человека – его автором является сама Природа.
В юго-западной части Баргузинской долины, в 15 километрах от посёлка Суво, где река Ина выходит из Икатского хребта, расположено это место площадью более 10 квадратных километров. Значительно больше, чем любой японский сад камней – в той же пропорции, как японский бонсаи меньше бурятского кедра. Здесь из ровной земли выступают крупные глыбы камня, достигающего 4-5 метров в поперечнике, а в глубину эти валуны уходят до 10 метров!
Удаление этих мегалитов от горного хребта достигает 5 километров и более. Какая же сила могла разметать эти огромные камни на такие расстояния? То, что это сделал не человек, стало ясно из недавней истории: для гидромелиоративных целей здесь был прорыт 3-километровый канал. И в русле канала там и сям лежат огромные глыбы, уходящие на глубину до 10 метров. С ними бились, конечно, но безуспешно. В результате все работы на канале были остановлены.
Учёные выдвигали разные версии происхождения Ининского сада камней. Многие считают эти глыбы мореными валунами, то есть ледниковыми отложениями. Возраст учёными называется разный (Э. И. Муравский считает, что им 40-50 тысяч лет, а В. В. Ламакин - более 100 тысяч лет!), в зависимости от какого оледенения отсчитывать.
По предположениям геологов, в древности Баргузинская котловина представляла собой пресноводное неглубокое озеро, которое было отделено от Байкала неширокой и невысокой горной перемычкой, соединяющей Баргузинский и Икатский хребты. При повышении уровня воды образовался сток, превратившийся в русло реки, которая все глубже и глубже врезалась в твёрдые кристаллические породы. Известно, как ливневые потоки воды весной или после сильного дождя размывают крутые склоны, оставляя глубокие борозды балок и оврагов. Со временем уровень воды упал, и площадь озера из-за обилия взвешенного материала, приносимого в него реками, уменьшилась. В результате озеро исчезло, а на его месте осталась широкая долина с валунами, которые отнесли позже к памятникам природы.
А вот недавно доктор геолого-минералогических наук Г.Ф. Уфимцев предложил очень оригинальную идею, никак не связанную с оледенениями. По его мнению, Ининский сад камней образовался в результате сравнительно недавнего, имевшего катастрофический характер гигантского выброса крупно-глыбового материала.
По его наблюдениям, ледниковая деятельность на Икатском хребте проявилась только лишь на небольшой площади в верховьях рек Турокчи и Богунды, в средней же части этих рек следов оледенения не наблюдается. Таким образом, по мнению ученого, произошёл прорыв плотины подпрудного озера в течении реки Ины и её притоков. В результате прорыва с верховья Ины селем или грунтовой лавиной в Баргузинскую долину был выброшен большой объем глыбового материала. В пользу этой версии говорит факт сильного разрушения коренных бортов долины реки Ины на месте слияния с Турокчей, что может свидетельствовать о снесении селем большого объема горных пород.
На этом же участке реки Ины Уфимцевым отмечены два крупных «амфитеатра» (напоминают огромную воронку) размерами 2,0 на 1,3 километра и 1,2 на 0,8 километра, которые, вероятно, могли быть ложем крупных подпрудных озер. Прорыв плотины и спуск воды, по мнению Уфимцева, мог произойти в результате проявлений сейсмических процессов, поскольку оба склоновых «амфитеатра» приурочены к зоне молодого разлома с выходами термальных вод.
Здесь шалили боги
Удивительное место издавна интересовало местных жителей. И для «сада камней» люди придумали легенду, уходящую корнями в седую древность. Начало нехитрое. Поспорили как-то две реки, Ина и Баргузин, кто из них первым (первой) добежит до Байкала. Баргузин схитрил и отправился в дорогу тем же вечером, а утром рассерженная Ина помчалась следом, в гневе отбрасывая огромные валуны со своего пути. Так и лежат они до сих пор по обоим берегам реки. Не правда ли, это просто поэтическое описание мощного селя, предложенного для объяснения доктором Уфимцевым?
Камни всё ещё хранят тайну своего образования. Они ведь не только разного размера и цвета, они вообще из разных пород. То есть выломаны были не из одного места. А глубина залегания говорит о многих тысячах лет, за которые вокруг валунов наросли метры грунта.
Тем, кто видел фильм «Аватар», туманным утром камни Ины напомнят висячие горы, вокруг которых летают крылатые драконы. Вершины гор выступают из облаков тумана, как отдельные крепости или головы великанов в шлемах. Впечатления от созерцания сада камней удивительные, и люди не случайно наделили камни магической силой: считается, если прикоснуться к валунам руками, они будут забирать отрицательную энергию, взамен одаряя положительной.
В этих удивительных местах есть ещё одно место, где шалили боги. Это место прозвали «Сувинским саксонским замком». Это природное образование находится недалеко от группы солёных Алгинских озёр возле села Суво, на степных склонах сопки у подножья Икатского хребта. Живописные скалы очень напоминают развалины древнего замка. Эти места служили для эвенкийских шаманов особо почитаемым и священным местом. На эвенкийском языке «сувойя», или «суво» означает «вихрь».
Считалось, что именно здесь обитают духи - хозяева местных ветров. Главным и самым известным из которых был легендарный ветер Байкала «Баргузин». По легенде, в этих местах жил злой правитель. Он отличался свирепым нравом, ему доставало удовольствие приносить несчастья бедным и неимущим людям.
У него был единственный и любимый сын, которого заколдовали духи в наказание жестокому отцу. После осознания своего жестокого и несправедливого отношения к людям правитель пал на колени, стал умолять и слёзно просить вернуть здоровье сыну и сделать его счастливым. А все свои богатства он раздал людям.
И духи освободили из власти недуга сына правителя! Считается, что по этой причине скалы разделены на несколько частей. Среди бурят есть поверье, что в скалах живут хозяева Суво - Тумуржи-Нойон и его жена Тутужиг-Хатан. В честь сувинских владык были установлены бурханы. В особые дни в этих местах проводят целые ритуалы.
Леонардо да Винчи (15 апреля 1452 - 2 мая 1519) - один из самых известных итальянских художников, изобретателей, архитекторов и писателей эпохи Возрождения. Сегодня представляю вашему вниманию список десяти его самых великих и удивительных изобретений, которыми он прославился.
10. Робот-рыцарь
Известно, что Леонардо с детства очень увлекался анатомией. Наверняка именно она, а также огромное желание помочь человечеству способствовали появлению данной технологии примерно в 1495 году. Подолгу да Винчи изучал человеческое тело и решил создать свой собственный механический прототип человека (мог приподниматься и садиться, двигать руками и шеей), естественно, отличающийся от современных киборгов. Но, именно он является первоисточником для дальнейших совершенствований робототехники.
9. Воздушный винт
Это прототип современного вертолёта, у которого были «лопасти» и если придать им достаточной скорости то формировалось аэродинамическое давление, благодаря которому он мог взлететь. При наличии воздуха под лопастями воздушный винт поднимался на достаточно высокое расстояние, но лететь самостоятельно не мог. Винт приводился в движение людьми, которые шли вокруг оси и толкали рычаги.
8. Город будущего
Город будущего Леонардо да Винчи представлял собою многоярусное поселение, где каждое сооружение имело индивидуальный водопровод, подобный существующим сейчас. Созданию такого города способствовала бушующая в те времена чума, антисанитария и грязь. Леонардо стремился создать город, где не будет подобных болезней и который будет пригоден для комфортного проживания. Интересно, что после этого изобретения схемы похожих городов появлялись и у других учёных, но первенство принадлежит да Винчи.
7. Самоходная тележка
Самоходная тележка очень похожа и по сути дела является предком нашего автомобиля. Она была изобретена да Винчи таким образом, что могла передвигаться как с водителем, так и без - своего рода «машина-робот». К сожалению, учёным не удалось детально изучить конструкцию, благодаря которой передвигалась машина, но они сделали предположение, что это был пружинный механизм. Он прятался внутри самой телеги, его необходимо было заводить рукой, после чего пружина разматывалась и телега двигалась.
6. Танк
Данное изобретение считается прототипом современных танков. Представляло собой конической формы машину, по периметру оснащённую пушками. Могла перемещаться посредством мускульной силы экипажа из восьми человек. Скорее всего, предназначалась для запугивания противника, а не для использования в качестве серьёзного военного оружия.
5. Водолазный костюм
Водолазный костюм был изобретён для подводных диверсий. Чтоб водолазы могли, переодевшись в это одеяние, вскрывать днища вражеских судов, которые приплывали в Венецию. Костюм был выполнен из кожи. Дышать ныряльщики могли с помощью гибкой дыхательной трубки, сделанной из кусков тростника, прикреплённой к винным бутылям или плавучему колоколу на поверхности.
4. Пулемёт
Леонардо да Винчи предложил собрать вместе 11 мушкетов на одной прямоугольной платформе, после этого сложить в треугольник три платформы и поместить вовнутрь вал. Подразумевалось, что пока один ряд мушкетов стрелял, два других бы остывали и перезаряжались. Как известно, не одно из изобретений да Винчи для убийств не было построено, но если бы этот пулемёт был сооружён, то он был бы крайне губителен для противника.
3. Орнитоптер
Не секрет, что Леонардо да Винчи интересовало все, что летает, потому итальянский изобретатель разработал орнитоптер, устройство, с помощью которого можно подниматься в воздух и летать, словно птица, размахивая механическими крыльями, приводимыми в движение силой мышц. С точки зрения аэродинамики этот прибор был весьма успешен, и учёные доказали, будь он построен, человек бы и правда взлетел!
2. Парашют
В 1483 году Леонардо да Винчи нарисовал эскиз пирамидального парашюта - «палатки» из накрахмаленного полотна размером 12х12 локтей. Как он сам обозначал, благодаря данному устройству человек мог упасть с любой высоты и при этом не повредиться. Удивительно то, что эти расчёты близки к размерам современного парашюта.
1. Подшипник
Пожалуй, величайшим изобретением Леонардо да Винчи считается подшипник. Этот механизм настолько маленький, что мы просто не замечаем его в повседневной жизни, но и представить себе наш быт без него невозможно! Подшипник являлся частью большинства изобретённых механизмов Леонардо, именно он основа практически каждого подвижного механизма и сейчас.
Слово «робот» впервые ввел в употребление Карел Чапек в научно-фантастической пьесе «Р.У.Р, или Россумские Универсальные Роботы», чтобы описать искусственного человека. Слово «робот» произошло от чешского слова robotnik, что означает «рабочий».
Современные роботы идут в ногу с современной революцией и достижениями в области искусственного интеллекта. Но основные аналоговые механизмы, имитирующие человеческие или животные действия, существовали уже давно.
Даже если вы вообще не интересуетесь робототехникой, эти древние устройства должны очаровать вас своей изобретательностью. Созданные без преимуществ электричества или точного оборудования, они являются свидетельством безграничного творческого потенциала человечества.
Движущиеся статуи
Литература древности изобилует рассказами об искусственных людях. Возможными ссылками на них можно назвать человекоподобных служанок в «Илиаде» Гомера и движущиеся статуи, созданные Дедалом, отцом легендарного Икара. Греки также упоминали, что бог Гефест сделал критскому царю Миносу гигантского бронзового человека по имена Талос, который защищал его королевство.
Талос был практически неуязвим, и единственным уязвимым местом у него была пятка, где кровеносная жила проходила близко к металлической коже. Талоса уничтожили, проткнув лодыжку и подрезав жилу.
Истории о движущихся статуях в древнем Египте описывают одну, сделанную жрецами Аммона примерно в 1100 г. до н. э. Статуя избрала следующего фараона, вытянув руку и указав на мужчину из королевской семьи. Движущие статуи, очевидно, были весьма полезны для религиозной пропаганды. В Египте их считали сосудами, с помощью которых перевоплощаются души.
Возможно, эти машины были далеко не мифологичны. Письменные свидетельства указывают, что у древних египтян было достаточно знаний элементарных принципов механики, чтобы строить нецифровых роботов, или так называемые автоматоны. Обычный метод строительства включал систему тросов и шкивов. Священное пламя возжигалось, нагревало и расширяло воздух, что активировало систему.
На протяжении веков этот процесс улучшался и оттачивался. Грек Ктесибий Александрийский построил автоматон, управляемый кулачковым механизмом (дискообразными устройствами), который позволял ему сидеть или стоять, меняя свою позу. Ни одна из работ Ктесибия, даже письменная, не дошла до наших времен, но позднее инженеры древности ссылались на его планы автоматонов, работающих на гидравлике, пару и пневматике. Технологии того времени позволяли автоматонам совершать только ограниченное число одних и тех же движений, но мы все еще можем отследить происхождение роботов до Ктесибия.
«Коготь»
Строго говоря, краноподобное орудие Архимеда не было роботом, поскольку ему требовался крановщик. Однако «Коготь» был предшественником промышленного робота-манипулятора, который встречается на современных заводах. «Коготь» поднимал вражеские корабли из воды и переворачивал их.
Разработан он был специально против римских захватчиков Сиракуз в 213 г. до н. э. Историк Полибий описывал сцену, когда римские корабли подошли к стенам города, выходящим к морю. Гигантская рука налетела на вражеский флот и «подняла нос корабля из воды и поставила его вертикально на корму». Затем оператор «закрепил машину, сделав ее недвижимой, а после этого запустил какой-то механизм, который сбросил крюк и цепь. Корабли затем либо переворачивались, плохо вставая на воду, либо заполнялись смятением и морской водой».
Коготь Архимеда
Плутарх добавляет: «Зачастую наблюдалось страшное зрелище: корабль поднимался из воды в воздух и вращался на одном месте, пока каждый мужчина не был вытряхнут и выброшен в неопределенном направлении».
«Коготь» был блестящим исполнением двух великих законов Архимеда — закона рычага и закона плавучести, которые в сумме могли перевернуть многотонные корабли. Знание сил и равновесия использовалось для вычисления небольшого количества прикладываемой силы.
На самом деле, у нас нет прямых доказательств того, что Архимед вообще когда-либо создавал это сверхоружие, и древние историки, конечно, могли существенно преувеличивать его заслуги, даже если такое устройство и правда существовало. Но недавние эксперименты инженеров доказали, что «Коготь» был технологически возможен в то время.
Служанка Филона
Греческий изобретатель Филон Византийский, умерший около 220 г. до н. э., был известен как «Механикус», благодаря своим внушительным инженерным заслугам. Большая часть информации о нем известна нам по единственной сохранившейся его работе, девятитомному собранию «Сборник механики». Он жил после Ктесибия и продолжал исследования своего предшественника в сфере гидравлики и пневматики.
Книга пятая, «Пневматика» (трактат об устройствах, работающих на воздушном или водяном давлении), описывает робота женского пола, которого создал Филон. Она держала кувшин с вином в правой руке. Когда на ее левой руке размещался кубок, она наливала в него вино, добавляла воду и смешивала воду, если того пожелает хозяин. Через сложную сеть контейнеров, трубок, воздушных труб и извилистых пружин, которые взаимодействовали с весом, давлением воздуха и вакуумом, Филон построил автоматон, который может выполнять полезную работу, а не просто быть опорой в религиозных церемониях.
Однако доступность дешевого рабского труда очень скоро свела на нет необходимость в роботах. Робототехнике пришлось ждать более позднего времени, чтобы реализовать свой потенциал. Работа Филона повлияла на следующее поколение ученых, в том числе на Герона Александрийского. Также его идеи прошли через века и вдохновили исламскую науку в Средние века.
Программируемый робот Герона Александрийского
Герон Александрийский (10 - 70 г. н. э.) был, возможно, лучшим изобретателем древности. Среди его гениальных устройств — дозаторы святой воды, работающие за монеты (прообраз современных вендинговых аппаратов), автоматические вери, простая паровая турбина (двигатель Герона, или aeolipile), которая работала на пару еще за 1700 лет до изобретения парового двигателя силами Джеймса Уатта. Одним из самых блестящих изобретений Герона был первый программируемый робот, которого он создал еще в 60 г. н. э.
Устройство представляло собой трехколесную тележку, которая везла других роботов на сцену, где они выступали для зрителей. На веревке был подвешен груз, обернутый вокруг двух независимых осей тележки. Используя колышки, Герон мог изменять то, как веревка наматывалась на оси. Это позволяло ему заранее программировать ход робота и его направление. В ходе своих экспериментов, Герон вывел одну незатейливую, но важную истину: трение может помешать ходу робота, поэтому нужна гладкая поверхность.
Компьютерный ученый Ноэль Шарки из Университета Шеффилда считает, что эта система управления на основе веревки эквивалентна современному бинарному программированию. Старые перфокарты работали по тому же принципу.
Рыцарь и лев Леонардо да Винчи
Ни одно обсуждение древних роботов не обходится без упоминаний заслуг Леонардо да Винчи. Учитывая гений да Винчи, нет ничего удивительного в том, что он пробовал себя в создании искусственных людей и животных.
Леонардо изучал работы Герона и объединял знания и наработки ученого со своими собственными знаниями анатомии, работы с металлами и скульптуры, чтобы создавать собственных искусственных существ. Благодаря пониманию механики движений человека и животного (кинезиологии), Леонардо сумел построить механические модели мышц и суставов. Несколько недостающих страниц из тетради Леонардо Codex Atlanticus могли быть отведены робототехнике.
Для конкурса в Милане Леонардо построил собственного бронированного рыцаря, который мог передвигаться самостоятельно. С помощью шкивов, весов и передач рыцарь мог садиться, вставать, двигать головой и поднимать забрало. Используя фрагменты описаний, которые остались с тех времен, робототехник Марк Рошейм воссоздал рыцаря в 2002 году. Роботизированные конструкции Леонардо были настолько эффективными, что послужили вдохновением для собственных роботов Рошейма в NASA.
Другим творением Леонардо был лев, представленный королю Франциску I во Франции в 1515 году. Лев мог ходить сам по себе. Когда он останавливался, его грудь раскрывалась и в ней оказывались букеты из роз и лилий. В 2009 году лев был воссоздан по чертежам Леонардо.
Молящийся монах
Джанелло Торриано был одним из лучших итальянских часовщиков 16 века. Он поступил на службу к императору Карлу V в 1529 году и отправился с ним в монастырь в Сан-Юстре после отречения Карла в 1555 году. Торриано пытался облегчить депрессию императора, создавая небольшие автоматоны для его развлечения.
У Торриано были миниатюрные солдаты, которые дрались на обеденном столе. Сообщается, что он вырезал из дерева небольших птичек, и те летали по комнате и даже на улице. Один автоматон, Леди-лютнистку, можно увидеть в Музее истории искусств в Вене. Он больше не работает, но однако все еще умеет делать небольшие шажки по прямой или кривой линии, бренчать на лютне правой рукой и наклонять голову.
В Смитсоновском институте, однако, есть рабочее устройство, приписываемое Торриано — 39-сантиметровый молящийся монах. Автоматон из дерева и железа ходит по площади и бьет себя в грудь правой рукой, левой перебирая четки, иногда целуя их. Он может поворачивать и кивать головой, закатывать глаза и шептать тихие молитвы.
Легенда гласит, что когда Дон Карлос, юный сын Филиппа II, умирал от травмы головы, получив ее при падении, Филипп и вся Испания молились о чуде. Рядом с мальчиком разместили мощи монаха Диего де Алкала, который был мертв уже сто лет. В ту ночь Дону Карлосу явился дух монаха и сообщил, что мальчик поправится. Дон Карлос пришел в сознание и впоследствии поправился. Благодарный Филипп поручил Торриано создать образ святого Диего. Молящийся монах, научное чудо, было ответом Филиппа на чудо священное. Город Сан-Диего в Калифорнии также был назван в честь Диего де Алкалы.
Каракури нингё
Любовь японцев к роботам уходит корнями глубоко в прошлое. Первый японский робот был создан в эпоху Эдо (1603 - 1868). Его назвали каракури нингё (механическая кукла) и он был собран из дерева, струн и винтиков. Японцы также позаимствовали западный часовой механизм для этого автоматона.
Еще больше распространены были дзасики каракури, маленькие бытовые роботы, целью которых было развлекать японцев. Они могли стрелять из лука, например. Некоторые каракури даже могли угощать гостей чаем. Если вспомнить механизм Филона, роботы каракури тоже активировались после размещения чашки на руке автоматона. А если вспомнить роботизированную тележку Герона, благодаря настраиваемой струне, можно было запрограммировать каракури на движение по циновке в двух направлениях.
Были еще даси каракури, которые использовались во время религиозных процессий на фестивалях, подобно движущейся статуе Ктесибия. Эти автоматоны разыгрывали древние мифы и легенды. Бутаи каракури, или театральные автоматоны, тоже использовались для представлений. Японцам очень нравились эти миниатюрные актеры, движения которых пытались повторить люди — а не наоборот, как вы могли бы подумать.
«Флейтист»
Вольтер назвал гения механики Жака де Вокансона «Новым Прометеем» за его невероятную силу даровать жизнь неживой материи. Будучи еще совсем ребенком, Жак изучал церковные часы, ожидая, пока его мать закончит исповедь. Жак запоминал все детали часов и воссоздавал их у себя дома. Немного повзрослев, начал экспериментировать с автоматонами. Однажды Жак заболел и в бреду ему явился андроид-флейтист. Когда Жак встал на ноги, он немедленно начал воплощать робота в реальность.
Впервые представленный 11 февраля 1738 года, «Флейтист» был практически невозможной для строительства машиной; учитывая то, что флейта — один из сложнейших инструментов, играть в гармонии с реальными людьми «Флейтисту» было неописуемо сложно. Однако Жаку де Вокансону удалось создать робота так, что он мог воспроизводить 12 различных мелодий. Все механизмы были построены так, чтобы имитировать каждый мускул, участвующий в игре на флейте.
С помощью системы мехов, труб и весов Жак мог контролировать воздух, протекающий через проходы. Он спроектировал губы, которые могли открываться, закрываться и двигаться назад и вперед. Металлический язык регулировал поток воздуха и создавал паузы. Робот Жака действительно дышал.
Проблема, с которой столкнулся Жак, была в пальцах — деревянные пальцы были слишком жесткими, чтобы выдавать нужные звуки, несмотря на то что все рычаги работали правильно. Чтобы имитировать реальные пальцы, Жак покрыл деревянные конечности настоящей кожей, сделав их мягкими.
Жак де Вокансон делал и другие автоматоны, наиболее известным из которых была утка, которая испражнялась после еды. Но, в отличие от «Флейтиста», утка была скорее забавной безделушкой, нежели стоящим проектом по воссозданию функций живого существа.
«Писатель»
В Музее искусств и истории в Невшателе, к западу от Берна, Швейцария, за столом из красного дерева сидит трехлетний босой мальчик и выписывает полные слова гусиным пером правой рукой. То, что на первый взгляд кажется очаровательной игрушечной куклой, на самом деле является чудом инженерного ремесла: предком современного компьютера. Взгляните поближе и увидите, как его глаза следят за тем, что делают руки. Мальчик встряхивает гусиным пером после погружения его в чернильницу.
Созданный часовщиком швейцарского происхождения Пьером Жаке-Дро в конце 1770-х, «Писатель» состоит из 6000 отдельных компонентов, которые работают совместно и создают полностью автономную программируемую пишущую машинку. Мальчик может написать любой текст из сорока слов в четыре строки, благодаря 40 кулачкам, которые работают только в качестве программы для чтения. Эта система позволяет писать текст без какого-либо вмешательства извне. «Писатель» даже может прерваться на середине строки и начать писать новый текст.
Жаке-Дро умел удивлять людей своими автоматонами. При дворе короля Фердинанда VI Испанского люди были убеждены, что создания Жаке-Дро были своего рода колдовством. Чтобы избежать обвинений в колдовстве от инквизиции, Жаке-Дро пригласил Великого инквизитора и представил ему робота и его внутренний механизм для изучения. Никакого волшебства.
«Писатель» был одним из трех андроидов, созданных Жаке-Дро с 1767 по 1774 год. Два других, менее сложных, чем «Писатель», представлены Леди-Музыкантом и Чертежником. Эти роботы интересны миниатюризацией внутренних механизмов. Все они заключены в телах, а не на мебели поблизости, как это обычно бывало. Миниатюризация требовала более сложной настройки всех частей механизма, но благодаря этому роботы продолжают функционировать спустя 200 лет после создания. И этим удивительны.
«Рисующий мальчик»
На выставке в Институте Франклина в Филадельфии автоматон возрастом более чем двести лет — «Рисующий мальчик» — продолжает традицию механической магии, начатой «Писателем». «Рисующий мальчик» — это шедевр еще одного швейцарского часовщика, Анри Малларде. Как и «Писатель», он вдохновил Мартина Скорсезе на фильм «Хьюго», в котором автоматон играет вспомогательную роль.
«Рисующий мальчик» потрясает своей сложностью. Коллекция вращающихся медных кулачков точно контролирует невероятно плавные и реалистичные движения рук. Это не простая геометрия вроде перемещения руки на оси x, y или z. Чтобы нарисовать прямую диагональную линию, например, руке нужно постоянно поворачиваться, иначе она нарисует дугу.
После того как завести робота, он может рисовать в течение трех минут. В процессе задействуется множество кулачков, и если нужен другой рисунок, машина должна переместить целую стопку кулачков на 3 миллиметра, чтобы перейти к другой стопке, иначе весь процесс будет нарушен. Невероятная точность достигается тем, что почти все детали были сделаны вручную. «Рисующий мальчик» может написать три стихотворения (два на французском и одно на английском языке) и выполнить четыре рисунка, в том числе китайский храм.
Несколько простых кулачков управляют движениями глаз и головы. В процессе изобразительного процесса, мальчик останавливается на момент, когда стопка кулачков сдвигается, поднимает свою голову и мгновение смотрит куда-то вдаль, словно думая, что бы нарисовать следующим. Затем он опускает голову, и рука продолжает творить.