Vznik a vývoj sovietskej robotiky

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Dobrý prehľadový článok o formovaní a vývoji sovietskej robotiky.

Robotizácia v ZSSR

V XX storočí bol ZSSR skutočne jedným zo svetových lídrov v robotike. Na rozdiel od všetkých tvrdení buržoáznych propagandistov a politikov sa Sovietsky zväz za niekoľko desaťročí dokázal premeniť z krajiny s ľudom, ktorý nevedel čítať a písať, na vyspelú vesmírnu veľmoc.

Uvažujme o niektorých – ale v žiadnom prípade nie o všetkých – príkladoch vzniku a vývoja robotických riešení.

V tridsiatych rokoch minulého storočia jeden zo sovietskych školákov Vadim Matskevich vytvoril robota, ktorý sa vedel pohybovať pravou rukou. Vytvorenie robota trvalo 2 roky, celý tento čas chlapec strávil v sústružníckych dielňach Novočerkaského polytechnického inštitútu. Už vo veku 12 rokov sa Vadim vyznačoval svojou vynaliezavosťou. Vytvoril rádiom riadené malé obrnené auto, ktoré spúšťalo ohňostroje.

Aj v týchto rokoch sa objavili automatické linky na spracovanie dielov ložísk a potom koncom 40-tych rokov vznikla po prvý raz na svete komplexná výroba piestov pre motory traktorov. Všetky procesy boli automatizované: od nakladania surovín až po balenie produktov.

Koncom 40-tych rokov sovietsky vedec Sergej Lebedev dokončil vývoj prvého elektronického digitálneho počítača MESM v Sovietskom zväze, ktorý sa objavil v roku 1950. Tento počítač sa stal najrýchlejším v Európe. O rok neskôr Sovietsky zväz vydal príkaz na vývoj automatických riadiacich systémov pre vojenskú techniku a vytvorenie Katedry špeciálnej robotiky a mechatroniky.

V roku 1958 sovietski vedci vyvinuli prvý polovodičový AVM (analógový počítač) MN-10 na svete, ktorý získal hostí výstavy v New Yorku. Kybernetický vedec Viktor Glushkov zároveň vyjadril myšlienku počítačových štruktúr „podobných mozgu“, ktoré by prepojili miliardy procesorov a uľahčili fúziu dátovej pamäte.

Analógový počítač MN-10

Koncom 50. rokov 20. storočia sa sovietskym vedcom podarilo prvýkrát odfotografovať odvrátenú stranu Mesiaca. To sa uskutočnilo pomocou automatickej stanice "Luna-3". A 24. septembra 1970 sovietska kozmická loď Luna-16 dopravila vzorky pôdy z Mesiaca na Zem. To sa potom zopakovalo s prístrojom Luna-20 v roku 1972.

Jedným z najvýznamnejších úspechov domácej robotiky a vedy bolo vytvorenie dizajnérskej kancelárie pomenovanej po V. I. Lavočkinov prístroj "Lunokhod-1". Toto je druhá generácia vnímaného robota. Je vybavený senzorovými systémami, z ktorých hlavným je systém technického videnia (STZ). Lunokhod-1 a Lunokhod-2, vyvinuté v rokoch 1970-1973, riadené ľudským operátorom v režime dohľadu, prijímali a prenášali cenné informácie o mesačnom povrchu na Zem. A v roku 1975 boli v ZSSR spustené automatické medziplanetárne stanice Venera-9 a Venera-10. Pomocou opakovačov prenášali informácie o povrchu Venuše a pristáli na ňom.

Prvý rover na svete "Lunokhod-1"

V roku 1962 sa v Polytechnickom múzeu objavil humanoidný robot „REKS“, ktorý organizoval exkurzie pre deti.

Od konca 60. rokov sa v Sovietskom zväze začalo masové zavádzanie prvých domácich robotov do priemyslu, rozvoj vedeckých a technických základov a organizácií súvisiacich s robotikou. Prieskum podmorských priestorov robotmi sa začal rýchlo rozvíjať, zlepšil sa vojenský a vesmírny vývoj.

Osobitným počinom v týchto rokoch bol vývoj bezpilotného prieskumného lietadla na veľké vzdialenosti DBR-1, ktoré by mohlo vykonávať misie v celej západnej a strednej Európe. Aj tento dron dostal označenie I123K, jeho sériová výroba je zavedená od roku 1964.

DBR - 1

Voronežskí vedci vynašli v roku 1966 manipulátor na stohovanie plechov.

Ako už bolo spomenuté vyššie, vývoj podmorského sveta držal krok s ďalšími technickými objavmi. V roku 1968 teda Ústav oceánológie Akadémie vied ZSSR spolu s Leningradským polytechnickým inštitútom a ďalšími univerzitami vytvorili jeden z prvých robotov na prieskum podmorského sveta - počítačom riadené zariadenie "Manta" (typu "Chobotnica"). Jeho riadiaci systém a senzorický aparát umožňovali zachytiť a zdvihnúť objekt, na ktorý ukázal operátor, priviesť ho k „tele-oku“alebo vložiť do bunkra na štúdium, ako aj hľadať predmety v nepokojnej vode.

V roku 1969 sa v Ústrednom výskumnom ústave Ministerstva obranného priemyslu pod vedením B. N. Surnin začal vytvárať priemyselného robota "Universal-50". A v roku 1971 sa objavili prvé prototypy priemyselných robotov prvej generácie - roboty UM-1 (vytvorené pod vedením PNBelyanina a B. Sh. Rozina) a UPK-1 (pod vedením VI Aksenova), vybavené softvérové systémy ovládajú a sú určené na vykonávanie obrábacích operácií, lisovanie za studena, galvanické pokovovanie.

Automatizácia v tých rokoch dokonca dospela k tomu, že v jednom z ateliérov bola predstavená robotická rezačka. Bol naprogramovaný na vzor, meranie veľkosti postavy zákazníka až po strihanie látky.

Začiatkom 70. rokov prešlo mnoho tovární na automatizované linky. Napríklad hodinárska továreň Petrodvorets „Raketa“opustila ručnú montáž mechanických hodiniek a prešla na robotické linky vykonávajúce tieto operácie. Viac ako 300 pracovníkov sa tak oslobodilo od únavnej práce a zvýšilo produktivitu práce 6-krát. Kvalita produktov sa zlepšila a počet zmetkov sa dramaticky znížil. Za pokročilú a racionálnu výrobu bol závod v roku 1971 vyznamenaný Rádom Červeného praporu práce.

Petrodvorets Watch Factory "Raketa"

V roku 1973 boli v OKB TC na Leningradskom polytechnickom inštitúte zmontované a uvedené do výroby prvé mobilné priemyselné roboty v ZSSR MP-1 a „Sprut“a o rok neskôr dokonca usporiadali prvé majstrovstvá sveta v šachu medzi počítačmi, kde víťazom sa stal sovietsky program "Kaissa".

V tom istom roku 1974 Rada ministrov ZSSR vo vládnom nariadení z 22. júla 1974 „O opatreniach na organizáciu výroby automatických programovaných manipulátorov pre strojárstvo“naznačila: vymenovať OKB TK ako hlavnú organizáciu pre vývoj priemyselných robotov pre strojárstvo. V súlade s dekrétom Štátneho výboru pre vedu a techniku ZSSR bolo vytvorených prvých 30 sériových priemyselných robotov na obsluhu rôznych priemyselných odvetví: na zváranie, na servis lisov a obrábacích strojov atď. Vývoj magnetických navigačných systémov Kedr, Invariant a Skat pre vesmírne lode, ponorky a lietadlá sa začal v Leningrade.

Zavádzanie rôznych výpočtových systémov nezostalo na mieste. V. Burtsev teda v roku 1977 vytvoril prvý symetrický multiprocesorový počítačový komplex (MCC) "Elbrus-1". Pre medziplanetárny výskum vytvorili sovietski vedci integrálneho robota "Centaur" ovládaného komplexom M-6000. Navigácia tohto výpočtového komplexu pozostávala z gyroskopu a mŕtveho počítacieho systému s počítadlom kilometrov, bola vybavená aj laserovým skenovacím diaľkomerom a hmatovým senzorom, ktorý umožňoval získavať informácie o prostredí.

Medzi najlepšie vzorky vytvorené do konca 70. rokov patria priemyselné roboty ako „Universal“, PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 a množstvo ďalších modelov.

V roku 1978 vydal ZSSR katalóg „Priemyselné roboty“(M.: Min-Stankoprom ZSSR; Ministerstvo vysokého školstva RSFSR; NIIMash; Konštrukčný úrad technickej kybernetiky na Leningradskom polytechnickom inštitúte, 109 s.), ktorý prezentovali technické charakteristiky 52 modelov priemyselných robotov a dvoch manipulátorov s ručným ovládaním.

Od roku 1969 do roku 1979 sa počet komplexne mechanizovaných a automatizovaných dielní a priemyselných odvetví zvýšil z 22, 4 na 83, 5 tisíc a mechanizovaných podnikov - z 1, 9 na 6, 1 tisíc.

V roku 1979 začali v ZSSR vyrábať vysokovýkonné multiprocesorové UVK s rekonfigurovateľnou štruktúrou PS 2000, čo umožnilo riešiť mnohé matematické a iné problémy. Bola vyvinutá technológia na paralelizáciu úloh, ktorá umožnila rozvinúť myšlienku systému umelej inteligencie. V Ústave kybernetiky pod vedením N. Amosova vznikol legendárny robot „Kid“, ktorý bol riadený učiacou sa neurónovou sieťou. Takýto systém, s pomocou ktorého sa uskutočnilo množstvo významných štúdií v oblasti neurónových sietí, odhalil výhody riadenia neurónových sietí oproti tradičným algoritmickým. V tom istom čase Sovietsky zväz vyvinul revolučný model počítača druhej generácie - BESM-6, v ktorom sa prvýkrát objavil prototyp modernej vyrovnávacej pamäte.

BESM-6

Aj v roku 1979 na Moskovskej štátnej technickej univerzite. N. E. Bauman, na príkaz KGB bolo vyvinuté zariadenie na zneškodňovanie výbušných predmetov - ultraľahký mobilný robot MRK-01 (charakteristiku robota si môžete pozrieť na odkaze).

Do roku 1980 sa do sériovej výroby dostalo asi 40 nových modelov priemyselných robotov. V súlade s programom Štátnej normy ZSSR sa začali práce na štandardizácii a zjednotení týchto robotov a v roku 1980 sa objavil prvý pneumatický priemyselný robot s polohovým riadením, vybavený technickým videním MP-8. Bol vyvinutý OKB TC Leningradského polytechnického inštitútu, kde bol vytvorený Ústredný výskumný a vývojový ústav robotiky a technickej kybernetiky (TsNII RTK). Vedci sa tiež zaoberali otázkami vytvárania vnímavých robotov.

Vo všeobecnosti v roku 1980 počet priemyselných robotov v ZSSR presiahol 6000 kusov, čo bolo viac ako 20% z celkového počtu vo svete.

V októbri 1982 sa ZSSR stal organizátorom medzinárodnej výstavy Priemyselné roboty-82. V tom istom roku bol vydaný katalóg „Priemyselné roboty a manipulátory s ručným ovládaním“(Moskva: NIIMash ZSSR Ministerstvo strojárskeho priemyslu, 100 s.), V ktorom boli uvedené údaje o priemyselných robotoch vyrábaných nielen v ZSSR (67 modelov).), ale aj v Bulharsku, Maďarsku, východnom Nemecku, Poľsku, Rumunsku a Československu.

V roku 1983 ZSSR prijal jedinečný komplex P-700 „Granit“vyvinutý špeciálne pre námorníctvo, vyvinutý NPO Mashinostroyenia (OKB-52), v ktorom sa rakety mohli nezávisle zoradiť do bojovej formácie a rozdeľovať ciele počas letu medzi sebou.

V roku 1984 boli vyvinuté systémy na záchranu informácií z havarovaných lietadiel a označenie miest havárie „Maple“, „Marker“a „Call“.

V Ústave kybernetiky bol na príkaz Ministerstva obrany ZSSR v týchto rokoch vytvorený autonómny robot „MAVR“, ktorý mohol voľne smerovať k cieľu cez členitý, náročný terén. "MAVR" disponoval vysokou bežkárskou schopnosťou a spoľahlivým ochranným systémom. V týchto rokoch bol tiež navrhnutý a implementovaný prvý požiarny robot.

V máji 1984 vláda vydala nariadenie „O zrýchlení prác na automatizácii strojárskej výroby na báze pokročilých technologických procesov a flexibilných prestaviteľných komplexov“, ktoré dalo nový skok v robotizácii v ZSSR. Zodpovednosť za implementáciu politiky v oblasti vytvárania, zavádzania a udržiavania flexibilnej automatizovanej výroby bola zverená Ministerstvu strojárskeho priemyslu ZSSR. Väčšina prác bola vykonaná v strojárskych a kovospracujúcich podnikoch.

V roku 1984 už existovalo viac ako 75 automatizovaných dielní a dielní vybavených robotmi, prebiehal proces integrovanej implementácie priemyselných robotov ako súčasti technologických liniek a flexibilných automatizovaných výrobných zariadení, ktoré sa využívali v strojárstve, prístrojovej výrobe, rádiovom a elektronickom priemysle. naberanie sily.

V mnohých podnikoch Sovietskeho zväzu boli uvedené do prevádzky flexibilné výrobné moduly (PMM), flexibilné automatizované linky (GAL), sekcie (GAU) a dielne (GAC) s automatizovanými dopravnými a skladovacími systémami (ATSS). Začiatkom roku 1986 bol počet takýchto systémov viac ako 80, zahŕňali automatické riadenie, výmenu nástrojov a odstraňovanie triesok, vďaka čomu sa čas výrobného cyklu skrátil 30-krát, úspora výrobnej plochy sa zvýšila o 30-40 %.

Flexibilné výrobné moduly

V roku 1985 TsNII RTK začala s vývojom systému palubných robotov pre ISS „Buran“, vybavených dvoma manipulátormi dlhými 15 m, osvetľovacími, televíznymi a telemetrickými systémami. Hlavnými úlohami systému bolo vykonávať operácie s mnohotonovým nákladom: vykladanie, dokovanie s orbitálnou stanicou. A v roku 1988 bola spustená ISS Energia-Buran. Autormi projektu boli V. P. Glushko a ďalší sovietski vedci. ISS Energia-Buran sa stala najvýznamnejším a najpokročilejším projektom osemdesiatych rokov v ZSSR.

ISS "Energia-Buran"

V rokoch 1981-1985. v ZSSR došlo k určitému poklesu výroby robotov v dôsledku svetovej krízy vo vzťahoch medzi krajinami, ale začiatkom roku 1986 už v podnikoch Ministerstva nástrojov ZSSR fungovalo viac ako 20 000 priemyselných robotov.

Do konca roku 1985 sa počet priemyselných robotov v ZSSR priblížil k 40 000, čo tvorilo asi 40 % všetkých robotov na svete. Pre porovnanie: v USA bolo toto číslo niekoľkonásobne nižšie. Roboty boli široko zavedené do ekonomiky a priemyslu.

Po tragických udalostiach v jadrovej elektrárni v Černobyle, Moskovská štátna technická univerzita pomenovaná po Bauman, sovietski inžinieri V. Švedov, V. Dorotov, M. Čumakov, A. Kalinin rýchlo a úspešne vyvinuli mobilné roboty, ktoré pomáhali vykonávať potrebný výskum a práce po katastrofe v nebezpečných oblastiach – MRK a Mobot-ChKhV. Je známe, že v tom čase sa používali robotické zariadenia ako vo forme rádiom riadených buldozérov, tak aj špeciálnych robotov na dezinfekciu okolia, strechy a budovy havarijného bloku jadrovej elektrárne.

Mobot-CHHV (mobilný robot, Černobyľ, pre chemické jednotky)

Do roku 1985 ZSSR vyvinul Gosnormy pre priemyselné roboty a manipulátory: normy ako GOST 12.2.072-82 „Priemyselné roboty. Robotické technologické komplexy a sekcie. Všeobecné bezpečnostné požiadavky ", GOST 25686-85" Manipulátory, automatické operátory a priemyselné roboty. Pojmy a definície "a GOST 26053-84" Priemyselné roboty. Pravidlá prijímania. Skúšobné metódy“.

Koncom 80. rokov nadobudla úloha robotizácie národného hospodárstva veľkú naliehavosť: baníctvo, hutníctvo, chemický, ľahký a potravinársky priemysel, poľnohospodárstvo, doprava a stavebníctvo. Široko sa rozvinula technológia výroby nástrojov, ktorá prešla na mikroelektronickú základňu.

V neskorých sovietskych rokoch mohol robot nahradiť jedného až troch ľudí vo výrobe, v závislosti od zmeny, zvýšil produktivitu práce asi o 20-40% a nahradil najmä nízkokvalifikovaných pracovníkov. Výzvou pre sovietskych vedcov a vývojárov bolo znížiť náklady na robota, pretože to značne obmedzovalo všadeprítomnú robotiku.

V ZSSR sa na rozvoji teoretických základov robotiky, rozvoji vedecko-technických myšlienok, tvorbe a výskume robotov a robotických systémov v týchto rokoch podieľalo množstvo vedeckých a výrobných tímov: MSTU im. N. E. Bauman, Ústav strojného inžinierstva. A. A. Blagonravova, Centrálny výskumný a vývojový ústav robotiky a technickej kybernetiky (TsNII RTK) Petrohradského polytechnického inštitútu, Ústav elektrického zvárania pomenovaný po E. O. Paton (Ukrajina), Ústav aplikovanej matematiky, Ústav problémov riadenia, Výskumný ústav strojárskej technológie (St. Rostov), Experimentálny výskumný ústav obrábacích strojov na rezanie kovov, Konštrukčný a technologický inštitút ťažkého strojárstva, Orgstankoprom atď.

Členovia korešpondenti I. M. Makarov, D. E. Okhotsimsky, ako aj slávni vedci a špecialisti M. B. Ignatiev, D. A. Pospelov, A. B. Kobrinský, G. N. Rapoport, B. C. Gurfinkel, N. A. Lakota, Yu. G. Kozyrev, V. S. Kuleshov, F. M. Kulakov, B. C. Yastrebov, E. G. Nahapetyan, A. V. Timofeev, B. C. Rybak, M. S. Vorošilov, A. K. Platonov, G. P. Katys, A. P. Bessonov, A. M. Pokrovsky, B. G. Avetikov, A. I. Korendyasev a ďalší.

Mladí odborníci sa pripravovali systémom vysokoškolského vzdelávania, špeciálneho stredného a odborného vzdelávania a systémom rekvalifikácie a zdokonaľovania pracovníkov.

Školenie personálu v hlavnej robotickej špecializácii „Robotické systémy a komplexy“sa v tom čase uskutočnilo na viacerých popredných univerzitách v krajine (MSTU, SPPI, Kyjev, Čeľabinsk, Krasnojarské polytechnické inštitúty atď.).

Vývoj robotiky v ZSSR a krajinách východnej Európy sa dlhé roky uskutočňoval v rámci spolupráce členských krajín RVHP (Rada vzájomnej hospodárskej pomoci). V roku 1982 vedúci delegácií podpísali Všeobecnú dohodu o mnohostrannej spolupráci pri vývoji a organizácii výroby priemyselných robotov, v súvislosti s ktorou bola vytvorená Rada hlavných konštruktérov (SGC). Začiatkom roku 1983 podpísali členovia RVHP Dohodu o mnohostrannej špecializácii a spolupráci pri výrobe priemyselných robotov a manipulátorov na rôzne účely a v decembri 1985 bol na 41. (mimoriadnom) zasadnutí RVHP prijatý Komplexný program vedecko-technického pokroku. členských krajín RVHP do roku 2000, v ktorých sú priemyselné roboty a robotizácia výroby zahrnuté ako jedna z prioritných oblastí integrovanej automatizácie.

Za účasti ZSSR, Maďarska, Nemeckej demokratickej republiky, Poľska, Rumunska, Československa a ďalších krajín socialistického tábora bol v týchto rokoch úspešne vytvorený nový priemyselný robot na zváranie elektrickým oblúkom „Interrobot-1“. So špecialistami z Bulharska založili vedci zo ZSSR dokonca výrobné združenie „Červený proletár – Beroe“, ktoré bolo vybavené modernými robotmi s elektromechanickými pohonmi série RB-240. Boli určené pre pomocné operácie: nakladanie a vykladanie dielov na kovoobrábacích strojoch, výmena pracovných nástrojov, preprava a paletizácia dielov a pod.

Ak to zhrnieme, môžeme povedať, že začiatkom 90. rokov sa v Sovietskom zväze vyrobilo asi 100 000 jednotiek priemyselných robotov, ktoré nahradili viac ako milión pracovníkov, ale prepustení zamestnanci si stále našli prácu. V ZSSR bolo vyvinutých a vyrobených viac ako 200 modelov robotov. Do konca roku 1989 bolo súčasťou Ministerstva nástrojov ZSSR viac ako 600 podnikov a viac ako 150 výskumných ústavov a dizajnérskych kancelárií. Celkový počet zamestnancov v priemysle presiahol milión.

Sovietski inžinieri plánovali zaviesť používanie robotov takmer vo všetkých oblastiach priemyslu: strojárstvo, poľnohospodárstvo, stavebníctvo, hutníctvo, baníctvo, ľahký a potravinársky priemysel, no nebolo to predurčené naplniť.

Zničením ZSSR sa zastavili plánované práce na vývoji robotiky na štátnej úrovni a zanikla aj sériová výroba robotov. Dokonca aj tie roboty, ktoré sa už v priemysle používali, zmizli: výrobné prostriedky boli sprivatizované, továrne boli úplne zničené a unikátne drahé zariadenia boli zničené alebo predané do šrotu. Prišiel kapitalizmus.