Vznik a vývoj sovětské robotiky

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

Dobrý přehledný článek o vzniku a vývoji sovětské robotiky.

Robotizace v SSSR

Ve XX století byl SSSR ve skutečnosti jedním ze světových lídrů v robotice. Navzdory všem tvrzením buržoazních propagandistů a politiků se Sovětský svaz za několik desetiletí dokázal proměnit ze země s lidmi, kteří neuměli číst a psát, ve vyspělou vesmírnou velmoc.

Uveďme některé – ale zdaleka ne všechny – příklady vzniku a vývoje robotických řešení.

Ve třicátých letech minulého století vytvořil jeden ze sovětských školáků Vadim Matskevich robota, který se uměl pohybovat pravou rukou. Vytvoření robota trvalo 2 roky, celou tu dobu chlapec strávil v soustružnických dílnách Novočerkaského polytechnického institutu. Již ve 12 letech se Vadim vyznačoval svou vynalézavostí. Vytvořil rádiem řízený malý obrněný vůz, který odpaloval ohňostroje.

Také v těchto letech se objevily automatické linky na zpracování ložiskových dílů a pak na konci 40. let vznikla poprvé na světě komplexní výroba pístů pro motory traktorů. Všechny procesy byly automatizovány: od nakládání surovin až po balení produktů.

Na konci 40. let sovětský vědec Sergej Lebedev dokončil vývoj prvního elektronického digitálního počítače MESM v Sovětském svazu, který se objevil v roce 1950. Tento počítač se stal nejrychlejším v Evropě. O rok později vydal Sovětský svaz příkaz k vývoji automatických řídicích systémů pro vojenskou techniku a vytvoření katedry speciální robotiky a mechatroniky.

V roce 1958 sovětští vědci vyvinuli první polovodičový AVM (analogový počítač) na světě MN-10, který získal hosty výstavy v New Yorku. Kybernetický vědec Viktor Glushkov zároveň vyjádřil myšlenku počítačových struktur „podobných mozku“, které by propojily miliardy procesorů a usnadnily fúzi datové paměti.

Analogový počítač MN-10

Koncem 50. let se sovětským vědcům podařilo poprvé vyfotografovat odvrácenou stranu Měsíce. To bylo provedeno pomocí automatické stanice "Luna-3". A 24. září 1970 dopravila sovětská sonda Luna-16 vzorky půdy z Měsíce na Zemi. To se pak opakovalo s přístrojem Luna-20 v roce 1972.

Jedním z nejpozoruhodnějších úspěchů domácí robotiky a vědy bylo vytvoření konstrukční kanceláře pojmenované po V. I. Lavočkinův přístroj "Lunokhod-1". Toto je druhá generace snímaného robota. Je vybavena senzorovými systémy, z nichž hlavní je systém technického vidění (STZ). Lunokhod-1 a Lunokhod-2, vyvinuté v letech 1970-1973, ovládané lidským operátorem v kontrolním režimu, přijímaly a přenášely cenné informace o měsíčním povrchu na Zemi. A v roce 1975 byly v SSSR spuštěny automatické meziplanetární stanice Venera-9 a Venera-10. S pomocí opakovačů přenášeli informace o povrchu Venuše, přistávající na něm.

První rover na světě "Lunokhod-1"

V roce 1962 se v Polytechnickém muzeu objevil humanoidní robot „REKS“, který prováděl exkurze pro děti.

Od konce 60. let začalo v Sovětském svazu masové zavádění prvních domácích robotů do průmyslu, rozvoj vědeckých a technických základů a organizací souvisejících s robotikou. Průzkum podmořských prostor pomocí robotů se začal rychle rozvíjet, zdokonaloval se vojenský a vesmírný vývoj.

Zvláštním počinem v těchto letech byl vývoj dálkového bezpilotního průzkumného letounu DBR-1, který mohl plnit mise po celé západní a střední Evropě. Také tento dron dostal označení I123K, jeho sériová výroba je zavedena od roku 1964.

DBR - 1

V roce 1966 voroněžští vědci vynalezli manipulátor pro stohování plechů.

Jak již bylo zmíněno výše, vývoj podmořského světa držel krok s dalšími technickými objevy. V roce 1968 tedy Ústav oceánologie Akademie věd SSSR spolu s Leningradským polytechnickým institutem a dalšími univerzitami vytvořil jeden z prvních robotů pro průzkum podmořského světa - počítačově řízené zařízení "Manta" (typu "Chobotnice"). Jeho řídicí systém a senzorické aparáty umožňovaly zachytit a zvednout předmět, na který operátor ukázal, přivést jej k „tele-oku“nebo uložit do bunkru ke studiu, stejně jako hledat předměty v rozbouřené vodě.

V roce 1969 se v Ústředním výzkumném ústavu Ministerstva obranného průmyslu pod vedením B. N. Surnin začal vytvářet průmyslového robota "Universal-50". A v roce 1971 se objevily první prototypy průmyslových robotů první generace - roboty UM-1 (vytvořené pod vedením PNBelyanina a B. Sh. Rozina) a UPK-1 (pod vedením VI Aksenova), vybavené softwarové systémy řídí a jsou navrženy pro provádění obráběcích operací, lisování za studena, galvanické pokovování.

Automatizace v těchto letech dokonce dospěla k tomu, že v jednom z ateliérů byla představena robotická řezačka. Byl naprogramován na vzor, měření velikosti postavy zákazníka až po střih látky.

Na počátku 70. let mnoho továren přešlo na automatizované linky. Například továrna na hodinky Petrodvorets „Raketa“opustila ruční montáž mechanických hodinek a přešla na robotické linky provádějící tyto operace. Více než 300 pracovníků se tak osvobodilo od únavné práce a zvýšilo produktivitu práce 6krát. Kvalita výrobků se zlepšila a počet zmetků se dramaticky snížil. Za pokročilou a racionální výrobu byl závod v roce 1971 vyznamenán Řádem rudého praporu práce.

Petrodvorets Watch Factory "Raketa"

V roce 1973 byly v OKB TC na Leningradském polytechnickém institutu sestaveny a uvedeny do výroby první mobilní průmyslové roboty v SSSR MP-1 a „Sprut“a o rok později dokonce uspořádaly první mistrovství světa v šachu mezi počítači, kde vítězem se stal sovětský program "Kaissa".

V témže roce 1974 Rada ministrů SSSR ve vládním nařízení z 22. července 1974 „O opatřeních k organizaci výroby automatických programovaných manipulátorů pro strojírenství“naznačila: jmenovat OKB TK jako hlavní organizaci pro vývoj průmyslových robotů pro strojírenství. V souladu s výnosem Státního výboru pro vědu a techniku SSSR bylo vytvořeno prvních 30 sériových průmyslových robotů pro obsluhu různých průmyslových odvětví: pro svařování, pro servis lisů a obráběcích strojů atd. Vývoj magnetických navigačních systémů Kedr, Invariant a Skat pro kosmické lodě, ponorky a letadla začal v Leningradu.

Zavádění různých výpočetních systémů nezůstalo stát. V. Burtsev tedy v roce 1977 vytvořil první symetrický multiprocesorový počítačový komplex (MCC) "Elbrus-1". Pro meziplanetární výzkum vytvořili sovětští vědci integrálního robota "Centaur" řízeného komplexem M-6000. Navigaci tohoto výpočetního komplexu tvořil gyroskop a mrtvý systém s počítadlem kilometrů, dále byl vybaven laserovým skenovacím měřičem vzdálenosti a hmatovým senzorem, který umožňoval získávat informace o prostředí.

Mezi nejlepší vzorky vytvořené do konce 70. let patří průmyslové roboty jako „Universal“, PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 a řada dalších modelů.

V roce 1978 vydal SSSR katalog „Průmyslové roboty“(M.: Min-Stankoprom SSSR; Ministerstvo vysokého školství RSFSR; NIIMash; Design Bureau of Technical Kybernetika na Leningradském polytechnickém institutu, 109 s.), který představila technické charakteristiky 52 modelů průmyslových robotů a dvou manipulátorů s ručním ovládáním.

Od roku 1969 do roku 1979 se počet komplexně mechanizovaných a automatizovaných dílen a průmyslových odvětví zvýšil z 22, 4 na 83, 5 tisíc a mechanizovaných podniků - z 1, 9 na 6, 1 tisíc.

V roce 1979 začali v SSSR vyrábět vysoce výkonné multiprocesorové UVK s rekonfigurovatelnou strukturou PS 2000, což umožnilo řešit mnoho matematických i jiných problémů. Byla vyvinuta technologie pro paralelizaci úloh, která umožnila rozvinout myšlenku systému umělé inteligence. V Ústavu kybernetiky pod vedením N. Amosova vznikl legendární robot „Kid“, který byl řízen učící se neuronovou sítí. Takový systém, s jehož pomocí byla provedena řada významných studií v oblasti neuronových sítí, odhalil výhody řízení neuronových sítí oproti tradičním algoritmickým. Sovětský svaz zároveň vyvinul revoluční model počítače druhé generace – BESM-6, ve kterém se poprvé objevil prototyp moderní cache paměti.

BESM-6

Také v roce 1979 na Moskevské státní technické univerzitě. N. E. Bauman, na příkaz KGB bylo vyvinuto zařízení na likvidaci výbušných předmětů - ultralehký mobilní robot MRK-01 (charakteristiku robota si můžete prohlédnout na odkazu).

Do roku 1980 vstoupilo do sériové výroby asi 40 nových modelů průmyslových robotů. Také v souladu s programem Státní normy SSSR byly zahájeny práce na standardizaci a sjednocení těchto robotů a v roce 1980 se objevil první pneumatický průmyslový robot s polohovým řízením, vybavený technickým viděním MP-8. Byl vyvinut OKB TC Leningradského polytechnického institutu, kde byl vytvořen Ústřední výzkumný a vývojový ústav robotiky a technické kybernetiky (TsNII RTK). Vědci se také zabývali otázkami vytváření vnímajících robotů.

Obecně v roce 1980 přesáhl počet průmyslových robotů v SSSR 6000 kusů, což bylo více než 20 % z celkového počtu ve světě.

V říjnu 1982 se SSSR stal organizátorem mezinárodní výstavy Průmyslové roboty-82. V témže roce vyšel katalog „Průmyslové roboty a manipulátory s ručním ovládáním“(Moskva: NIIMash SSSR Ministry of Machine-Tool Industry, 100 s.), který poskytl údaje o průmyslových robotech vyráběných nejen v SSSR (67 modelů), ale také v Bulharsku, Maďarsku, východním Německu, Polsku, Rumunsku a Československu.

V roce 1983 SSSR přijal unikátní komplex P-700 "Granit" vyvinutý speciálně pro námořnictvo, vyvinutý NPO Mashinostroyenia (OKB-52), ve kterém se střely mohly nezávisle seřadit do bojové formace a rozdělovat cíle během letu mezi sebou.

V roce 1984 byly vyvinuty systémy pro záchranu informací z havarovaných letadel a označení míst havárie „Maple“, „Marker“a „Call“.

V Ústavu kybernetiky byl na příkaz Ministerstva obrany SSSR v těchto letech vytvořen autonomní robot „MAVR“, který mohl volně směřovat k cíli členitým, obtížným terénem. "MAVR" disponoval vysokou průchodností terénem a spolehlivým ochranným systémem. Také během těchto let byl navržen a implementován první hasičský robot.

V květnu 1984 vláda vydala výnos „O urychlení prací na automatizaci strojírenské výroby na základě pokročilých technologických postupů a flexibilních přestavitelných komplexů“, který dal nový skok v robotizaci v SSSR. Odpovědnost za realizaci politiky v oblasti vytváření, zavádění a udržování flexibilní automatizované výroby byla svěřena Ministerstvu strojírenského průmyslu SSSR. Většina prací byla provedena ve strojírenských a kovoobráběcích podnicích.

V roce 1984 již existovalo více než 75 automatizovaných dílen a sekcí vybavených roboty, proběhl proces integrované implementace průmyslových robotů jako součásti technologických linek a flexibilních automatizovaných výrobních zařízení, která byla využívána ve strojírenství, přístrojové výrobě, rádiovém a elektronickém průmyslu. nabírání síly.

V mnoha podnicích Sovětského svazu byly uvedeny do provozu flexibilní výrobní moduly (PMM), flexibilní automatizované linky (GAL), sekce (GAU) a dílny (GAC) s automatizovanými dopravními a skladovacími systémy (ATSS). Začátkem roku 1986 počet takových systémů přesáhl 80, zahrnovaly automatické řízení, výměnu nástrojů a odstraňování třísek, díky čemuž se doba výrobního cyklu zkrátila 30krát, úspora výrobní plochy se zvýšila o 30-40 %.

Flexibilní výrobní moduly

V roce 1985 začala TsNII RTK vyvíjet systém palubních robotů pro ISS „Buran“, vybavených dvěma manipulátory o délce 15 m, osvětlovacími, televizními a telemetrickými systémy. Hlavními úkoly systému bylo provádět operace s mnohatunovým nákladem: vykládání, dokování s orbitální stanicí. A v roce 1988 byla vypuštěna ISS Energia-Buran. Autory projektu byli V. P. Glushko a další sovětští vědci. ISS Energia-Buran se stala nejvýznamnějším a nejpokročilejším projektem 80. let v SSSR.

ISS "Energia-Buran"

V letech 1981-1985. v SSSR došlo k určitému poklesu výroby robotů v důsledku světové krize ve vztazích mezi zeměmi, ale počátkem roku 1986 již v podnicích Ministerstva nástrojů SSSR fungovalo více než 20 000 průmyslových robotů.

Do konce roku 1985 se počet průmyslových robotů v SSSR přiblížil 40 000, což tvořilo asi 40 % všech robotů na světě. Pro srovnání: v USA bylo toto číslo několikanásobně nižší. Roboti byli široce zavedeni do ekonomiky a průmyslu.

Po tragických událostech v jaderné elektrárně v Černobylu pojmenovala Moskevská státní technická univerzita Bauman, sovětští inženýři V. Švedov, V. Dorotov, M. Čumakov, A. Kalinin rychle a úspěšně vyvinuli mobilní roboty, které pomáhaly provádět potřebný výzkum a práce po katastrofě v nebezpečných oblastech – MRK a Mobot-ChKhV. Je známo, že v té době byla využívána robotická zařízení jak v podobě rádiem řízených buldozerů, tak speciálních robotů pro dezinfekci okolí, střechy a budovy havarijního bloku jaderné elektrárny.

Mobot-CHHV (mobilní robot, Černobyl, pro chemické jednotky)

Do roku 1985 SSSR vyvinul Gosstandardy pro průmyslové roboty a manipulátory: normy jako GOST 12.2.072-82 „Průmyslové roboty. Robotické technologické celky a sekce. Všeobecné bezpečnostní požadavky ", GOST 25686-85" Manipulátory, automatické operátory a průmyslové roboty. Termíny a definice "a GOST 26053-84" Průmyslové roboty. Pravidla přijímání. Testovací metody ".

Koncem 80. let nabyly na naléhavosti úkoly robotizace národního hospodářství: hornictví, hutnictví, chemický, lehký a potravinářský průmysl, zemědělství, doprava a stavebnictví. Široce se rozvinula technologie výroby nástrojů, která přešla na mikroelektronickou základnu.

V pozdních sovětských letech mohl robot nahradit ve výrobě od jednoho do tří lidí v závislosti na směně, zvýšil produktivitu práce asi o 20-40 % a nahradil především pracovníky s nízkou kvalifikací. Výzvou pro sovětské vědce a vývojáře bylo snížit náklady na robota, protože to značně omezovalo všudypřítomnou robotiku.

V SSSR se na vývoji teoretických základů robotiky, rozvoji vědeckých a technických nápadů, tvorbě a výzkumu robotů a robotických systémů v těchto letech podílela řada vědeckých a výrobních týmů: MSTU im. N. E. Bauman, Ústav strojního inženýrství. A. A. Blagonravova, Centrální výzkumný a vývojový ústav robotiky a technické kybernetiky (TsNII RTK) Petrohradského polytechnického institutu, Institut elektrického svařování pojmenovaný po E. O. Paton (Ukrajina), Ústav aplikované matematiky, Ústav problémů řízení, Výzkumný ústav strojírenské technologie (St. Rostov), Experimentální výzkumný ústav obráběcích strojů pro řezání kovů, Konstrukční a technologický ústav těžkého strojírenství, Orgstankoprom atd.

Členové korespondenti I. M. Makarov, D. E. Ochotsimsky, stejně jako slavní vědci a specialisté 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, př.n.l. 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 další.

Mladí odborníci byli připravováni systémem vysokoškolského vzdělávání, speciálního středního a odborného vzdělávání a systémem rekvalifikací a dalšího vzdělávání pracovníků.

Školení personálu v hlavní robotické specialitě „Robotické systémy a komplexy“v té době probíhalo na řadě předních univerzit v zemi (MSTU, SPPI, Kyjev, Čeljabinsk, Krasnojarské polytechnické instituty atd.).

Vývoj robotiky v SSSR a zemích východní Evropy probíhal řadu let v rámci spolupráce členských zemí RVHP (Rada vzájemné hospodářské pomoci). V roce 1982 podepsali vedoucí delegací Všeobecnou dohodu o mnohostranné spolupráci při vývoji a organizaci výroby průmyslových robotů, v souvislosti s níž byla vytvořena Rada hlavních konstruktérů (SGC). Počátkem roku 1983 podepsali členové RVHP Dohodu o mnohostranné specializaci a spolupráci ve výrobě průmyslových robotů a manipulátorů pro různé účely a v prosinci 1985 byl na 41. (mimořádném) zasedání RVHP přijat Souhrnný program vědeckotechnického pokroku. členských zemí RVHP do roku 2000, ve kterých jsou průmyslové roboty a robotizace výroby zahrnuty jako jedna z prioritních oblastí integrované automatizace.

Za účasti SSSR, Maďarska, Německé demokratické republiky, Polska, Rumunska, Československa a dalších zemí socialistického tábora byl v těchto letech úspěšně vytvořen nový průmyslový robot pro svařování elektrickým obloukem „Interrobot-1“. Se specialisty z Bulharska založili vědci ze SSSR dokonce výrobní sdružení „Red Proletarian – Beroe“, které bylo vybaveno moderními roboty s elektromechanickými pohony řady RB-240. Byly určeny pro pomocné operace: nakládání a vykládání dílů na kovoobráběcích strojích, výměna pracovních nástrojů, přeprava a paletizace dílů atd.

Souhrnně lze říci, že do začátku 90. let bylo v Sovětském svazu vyrobeno asi 100 000 jednotek průmyslových robotů, které nahradily více než milion pracovníků, ale propuštění zaměstnanci stále našli práci. V SSSR bylo vyvinuto a vyrobeno více než 200 modelů robotů. Do konce roku 1989 bylo součástí Ministerstva nástrojů SSSR více než 600 podniků a více než 150 výzkumných ústavů a konstrukčních kanceláří. Celkový počet zaměstnanců v průmyslu přesáhl jeden milion.

Sovětští inženýři plánovali zavést použití robotů téměř ve všech oblastech průmyslu: ve strojírenství, zemědělství, stavebnictví, hutnictví, hornictví, lehkém a potravinářském průmyslu, ale nebylo tomu souzeno.

Se zničením SSSR se zastavily plánované práce na vývoji robotiky na státní úrovni a ustala sériová výroba robotů. Zmizeli i ti roboti, kteří se již používali v průmyslu: výrobní prostředky byly zprivatizovány, továrny byly zcela zničeny a unikátní drahé zařízení bylo zničeno nebo prodáno do šrotu. Přišel kapitalismus.