A szovjet robotika kialakulása és fejlődése

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Jó áttekintő cikk a szovjet robotika kialakulásáról és fejlődéséről.

Robotizálás a Szovjetunióban

A XX. században a Szovjetunió valójában a világ egyik vezető robotika volt. A polgári propagandisták és politikusok állításával ellentétben a Szovjetunió több évtized alatt képes volt írni-olvasni nem tudó országból fejlett űrhatalommá válni.

Lássunk néhány – de korántsem minden – példát a robotikus megoldások kialakulására és fejlesztésére.

Az 1930-as években az egyik szovjet iskolás, Vadim Matskevics megalkotott egy robotot, amely a jobb kezével tudott mozogni. A robot létrehozása 2 évig tartott, ezt az időt a fiú a Novocherkassk Politechnikai Intézet esztergáló műhelyeiben töltötte. 12 évesen Vadim már kitűnt találékonyságával. Létrehozott egy rádióvezérlésű kis páncélautót, amely tűzijátékot indított.

Ezekben az években is megjelentek a csapágyalkatrészek feldolgozására szolgáló automata sorok, majd a 40-es évek végén a világon először hoztak létre egy komplex dugattyúgyártást a traktormotorokhoz. Minden folyamat automatizált volt: az alapanyagok berakodásától a termékek csomagolásáig.

A 40-es évek végén Szergej Lebegyev szovjet tudós befejezte a Szovjetunióban az első MESM elektronikus digitális számítógép kifejlesztését, amely 1950-ben jelent meg. Ez a számítógép lett a leggyorsabb Európában. Egy évvel később a Szovjetunió parancsot adott ki a katonai felszerelések automatikus vezérlőrendszereinek fejlesztéséről és a Speciális Robotikai és Mechatronikai Tanszék létrehozásáról.

1958-ban szovjet tudósok kifejlesztették a világ első félvezető AVM (analóg számítógép) MN-10-et, amely megnyerte a New York-i kiállítás vendégeit. Ugyanakkor Viktor Glushkov kibernetikus tudós kifejtette az "agyszerű" számítógépes struktúrák ötletét, amelyek több milliárd processzort kötnének össze, és megkönnyítenék az adatmemória fúzióját.

Analóg számítógép MN-10

Az 1950-es évek végén a szovjet tudósoknak először sikerült lefényképezni a Hold túlsó oldalát. Ez a "Luna-3" automata állomás segítségével történt. 1970. szeptember 24-én pedig a Luna-16 szovjet űrszonda talajmintákat szállított a Holdról a Földre. Ezt megismételték a Luna-20 készülékkel 1972-ben.

A hazai robotika és tudomány egyik legfigyelemreméltóbb eredménye a V. I.-ről elnevezett tervezőiroda létrehozása volt. Lavochkin készülék "Lunokhod-1". Ez egy második generációs érzékelt robot. Érzékelőrendszerekkel van felszerelve, amelyek közül a fő a műszaki látásrendszer (STZ). Az 1970-1973-ban kifejlesztett Lunokhod-1 és Lunokhod-2, amelyeket egy emberi kezelő vezérelt felügyeleti módban, értékes információkat fogadtak és továbbítottak a Hold felszínéről a Földre. 1975-ben pedig elindították a Venera-9 és Venera-10 automatikus bolygóközi állomásokat a Szovjetunióban. Ismétlők segítségével továbbítottak információkat a Vénusz felszínéről, és leszálltak rá.

A világ első „Lunokhod-1” roverje

1962-ben egy humanoid robot "REKS" jelent meg a Műszaki Múzeumban, amely kirándulásokat vezetett a gyermekek számára.

A 60-as évek végétől a Szovjetunióban megkezdődött az első hazai robotok tömeges ipari bevezetése, a robotikához kapcsolódó tudományos-műszaki alapok, szervezetek kialakulása. A víz alatti terek robotok általi feltárása rohamosan fejlődni kezdett, a katonai és űrfejlesztések javultak.

Különleges eredmény volt ezekben az években a DBR-1 nagy hatótávolságú pilóta nélküli felderítő repülőgép kifejlesztése, amely Nyugat- és Közép-Európa szerte teljesíthetett küldetéseket. Ez a drón az I123K jelölést is megkapta, sorozatgyártása 1964 óta folyik.

DBR - 1

1966-ban a voronyezsi tudósok feltaláltak egy manipulátort fémlemezek egymásra rakására.

Mint fentebb említettük, a víz alatti világ fejlődése lépést tartott más technikai áttörésekkel. Így 1968-ban a Szovjetunió Tudományos Akadémia Okeanológiai Intézete a Leningrádi Politechnikai Intézettel és más egyetemekkel együtt létrehozta az egyik első robotot a víz alatti világ felfedezésére - egy számítógéppel vezérelt "Manta" eszközt. ("Octopus" típusú). Vezérlőrendszere és szenzoros apparátusa lehetővé tette a kezelő által mutatott tárgy megörökítését és felvételét, a "teleszemhez" való eljuttatását, vagy bunkerbe helyezését tanulmányozás céljából, valamint tárgyak felkutatását a zaklatott vízben.

1969-ben a Honvédelmi Ipari Minisztérium Központi Kutatóintézetében B. N. Surnin elkezdett létrehozni egy "Universal-50" ipari robotot. 1971-ben pedig megjelentek az első generációs ipari robotok első prototípusai - az UM-1 robotok (PNBelyanin és B. Sh. Rozin vezetésével hozták létre) és az UPK-1 (VI Aksenov vezetésével), felszerelve szoftverrendszerek vezérlői és megmunkálási műveletek elvégzésére, hidegbélyegzés, galvanizálás.

Az automatizálás ezekben az években még azt a pontot is elérte, hogy az egyik műhelyben bevezettek egy robotvágót. Egy mintára volt programozva, amely a vevő alakjának méretét mérte egészen az anyag kivágásáig.

A 70-es évek elején sok gyár áttért automatizált vonalra. Például a Petrodvorets "Raketa" óragyár felhagyott a mechanikus órák kézi összeszerelésével, és átállt az ezeket a műveleteket végrehajtó robotsorokra. Így több mint 300 dolgozó szabadult meg a fárasztó munka alól, és hatszorosára növelte a munka termelékenységét. A termékek minősége javult, a selejtezések száma pedig drámaian csökkent. A fejlett és ésszerű termelésért az üzem 1971-ben megkapta a Munka Vörös Zászlójának Rendjét.

Petrodvorec „Raketa” óragyár

1973-ban a Szovjetunióban az első MP-1 és "Sprut" mobil ipari robotokat a Leningrádi Politechnikai Intézet OKB TC-jében szerelték össze és állították gyártásba, majd egy évvel később megrendezték az első számítógépes sakkvilágbajnokságot is, ahol a győztes a "Kaissa" szovjet program lett.

Ugyanebben 1974-ben a Szovjetunió Minisztertanácsa az 1974. július 22-i kormányrendeletben "A gépészeti automata programozott manipulátorok gyártásának megszervezésére irányuló intézkedésekről" jelezte: az OKB TK-t nevezze ki a fejlesztés fő szervezetévé. ipari robotok gépészethez. A Szovjetunió Állami Tudományos és Technológiai Bizottságának rendeletével összhangban az első 30 sorozatos ipari robotot különféle iparágak kiszolgálására hozták létre: hegesztésre, prések és szerszámgépek szervizelésére stb. Leningrádban megkezdődött a Kedr, Invariant és Skat mágneses navigációs rendszerek fejlesztése űrhajók, tengeralattjárók és repülőgépek számára.

A különféle számítástechnikai rendszerek bevezetése nem állt meg. Tehát 1977-ben V. Burtsev létrehozta az első szimmetrikus többprocesszoros számítógép-komplexumot (MCC) az "Elbrus-1". A bolygóközi kutatáshoz a szovjet tudósok létrehoztak egy integrált "Centaur" robotot, amelyet az M-6000 komplexum irányít. Ennek a számítástechnikai komplexumnak a navigációja giroszkópból és kilométerszámlálós halottszámláló rendszerből állt, emellett lézeres pásztázó távolságmérővel és tapintható szenzorral is felszerelték, amely lehetővé tette a környezetről való információszerzést.

A 70-es évek végén készült legjobb minták közé tartoznak az ipari robotok, mint például az "Universal", a PR-5, a Brig-10, az MP-9S, a TUR-10 és számos más modell.

1978-ban a Szovjetunió kiadott egy katalógust "Ipari robotok" (M.: Min-Stankoprom a Szovjetunió; Felsőoktatási Minisztérium az RSFSR; NIIMash; Műszaki Kibernetikai Tervező Iroda a Leningrádi Politechnikai Intézetben, 109 p.), amely 52 ipari robotmodell és két kézi vezérlésű manipulátor műszaki jellemzőit mutatta be.

1969 és 1979 között az átfogóan gépesített és automatizált műhelyek és iparágak száma 22, 4-ről 83, 5 ezerre, a gépesített vállalkozások száma pedig 1, 9-ről 6, 1 ezerre nőtt.

1979-ben, a Szovjetunióban nagy teljesítményű, többprocesszoros UVK-kat kezdtek gyártani újrakonfigurálható PS 2000 szerkezettel, ami lehetővé tette számos matematikai és egyéb probléma megoldását. Kidolgozták a feladatok párhuzamosítására szolgáló technológiát, amely lehetővé tette a mesterséges intelligencia rendszer gondolatának kialakulását. A Kibernetikai Intézetben N. Amosov vezetésével létrehozták a legendás "Kid" robotot, amelyet egy tanuló neurális hálózat irányított. Egy ilyen rendszer, amelynek segítségével számos jelentős tanulmány készült a neurális hálózatok területén, feltárta az utóbbiak kezelésének előnyeit a hagyományos algoritmikusokkal szemben. Ugyanakkor a Szovjetunió kifejlesztette a második generációs számítógép forradalmi modelljét - a BESM-6-ot, amelyben először jelent meg a modern cache memória prototípusa.

BESM-6

Szintén 1979-ben a Moszkvai Állami Műszaki Egyetemen. N. E. Bauman, a KGB megbízásából kifejlesztettek egy robbanótárgyak ártalmatlanítására szolgáló eszközt - egy ultrakönnyű MRK-01 mobil robotot (a robot jellemzői a linken tekinthetők meg).

1980-ra mintegy 40 új ipari robotmodell került sorozatgyártásba. A Szovjetunió Állami Szabványának programjával összhangban megkezdődött a munka ezen robotok szabványosításán és egységesítésén, és 1980-ban megjelent az első pneumatikus ipari robot helyzetvezérléssel, MP-8 műszaki látással. A Leningrádi Politechnikai Intézet OKB TC-je fejlesztette ki, ahol a Központi Robotikai és Műszaki Kibernetikai Kutató és Fejlesztő Intézet (TsNII RTK) jött létre. A tudósok foglalkoztak az érző robotok létrehozásának kérdéseivel is.

Általánosságban elmondható, hogy 1980-ban a Szovjetunióban az ipari robotok száma meghaladta a 6000 darabot, ami a világ teljes számának több mint 20%-a.

1982 októberében a Szovjetunió lett az Industrial Robots-82 nemzetközi kiállítás szervezője. Ugyanebben az évben megjelent egy katalógus "Ipari robotok és manipulátorok kézi vezérléssel" (Moszkva: NIIMash Szovjetunió Szerszámgépipari Minisztérium, 100 oldal), amely adatokat szolgáltatott a nem csak a Szovjetunióban gyártott ipari robotokról (67 modell).), hanem Bulgáriában, Magyarországon, Kelet-Németországban, Lengyelországban, Romániában és Csehszlovákiában is.

1983-ban a Szovjetunió egy egyedi, kifejezetten a haditengerészet számára kifejlesztett P-700 „Gránit” komplexumot fogadott el, amelyet az NPO Mashinostroyenia (OKB-52) fejlesztett ki, amelyben a rakéták önállóan felsorakozhattak a harci formációban, és repülés közben célokat oszthattak el egymás között.

1984-ben rendszereket fejlesztettek ki a lezuhant repülőgépek információinak mentésére, valamint a „Maple”, „Marker” és „Call” becsapódási helyek kijelölésére.

A Kibernetikai Intézetben a Szovjetunió Védelmi Minisztériumának megbízásából ezekben az években egy autonóm „MAVR” robotot hoztak létre, amely egyenetlen, nehéz terepen is szabadon haladhatott a cél felé. A „MAVR” kiváló terepjáró képességgel és megbízható védelmi rendszerrel rendelkezett. Szintén ezekben az években tervezték meg és valósították meg az első tűzrobotot.

1984 májusában a kormány rendeletet adott ki "A gépgyártás automatizálására irányuló munka felgyorsításáról fejlett technológiai folyamatok és rugalmasan szabályozható komplexumok alapján", amely új ugrást jelentett a Szovjetunió robotizálásában. A rugalmas automatizált gyártás létrehozásával, bevezetésével és karbantartásával kapcsolatos politika végrehajtásáért a Szovjetunió Szerszámgépipari Minisztériumát bízták meg. A munka nagy részét gépipari és fémfeldolgozó vállalkozásoknál végezték.

1984-ben már több mint 75 robottal felszerelt automatizált műhely és részleg működött, az ipari robotok technológiai sorok részeként integrált megvalósításának folyamata, valamint a gépgyártásban, műszergyártásban, rádió- és elektronikai iparban használt rugalmas automatizált gyártóberendezések folyamata. erőre kap.

A Szovjetunió számos vállalatánál rugalmas gyártási modulokat (PMM), rugalmas automatizált sorokat (GAL), szakaszokat (GAU) és automatizált szállítási és tárolási rendszerekkel (ATSS) felszerelt műhelyeket (GAC) helyeztek üzembe. 1986 elejére az ilyen rendszerek száma meghaladta a 80-at, ezek magukban foglalták az automata vezérlést, szerszámcserét és forgácseltávolítást, aminek köszönhetően a gyártási ciklusidő 30-szorosára csökkent, a termelési terület megtakarítás 30-40-szeresére nőtt. %.

Rugalmas gyártási modulok

1985-ben a TsNII RTK megkezdte a fedélzeti robotok rendszerének fejlesztését az ISS "Buran" számára, amely két 15 m hosszú manipulátorral, világítással, televízióval és telemetriai rendszerrel van felszerelve. A rendszer fő feladatai a többtonnás rakományokkal végzett műveletek voltak: kirakodás, dokkolás az orbitális állomással. 1988-ban pedig elindult az ISS Energia-Buran. A projekt szerzői V. P. Glushko és más szovjet tudósok voltak. Az ISS Energia-Buran az 1980-as évek legjelentősebb és legfejlettebb projektje lett a Szovjetunióban.

ISS "Energia-Buran"

1981-1985-ben. a Szovjetunióban az országok közötti kapcsolatok világválsága miatt bizonyos mértékben visszaesett a robotgyártás, de 1986 elejére már több mint 20 000 ipari robot működött a Szovjetunió Műszerminisztériumának vállalkozásainál.

1985 végére a Szovjetunióban az ipari robotok száma megközelítette a 40 000-et, ami a világ összes robotjának körülbelül 40%-át tette ki. Összehasonlításképpen: az USA-ban ez a szám többszöröse volt. A robotokat széles körben bevezették a gazdaságba és az iparba.

A csernobili atomerőműben történt tragikus események után a Moszkvai Állami Műszaki Egyetemet nevezték el Bauman, V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin szovjet mérnökök gyorsan és sikeresen fejlesztettek mobil robotokat, amelyek segítettek a katasztrófa utáni szükséges kutatások és munkák elvégzésében a veszélyes területeken - MRK és Mobot-ChKhV. Ismeretes, hogy akkoriban rádióvezérlésű buldózereket és speciális robotokat is használtak a környező területek, a tető és az atomerőmű vészhelyzeti blokkjának épületének fertőtlenítésére.

Mobot-CHHV (mobil robot, Csernobil, vegyi csapatok számára)

1985-re a Szovjetunió kidolgozta az ipari robotokra és manipulátorokra vonatkozó Gosstandardokat: olyan szabványokat, mint a GOST 12.2.072-82 „Ipari robotok. Robottechnológiai komplexumok és szakaszok. Általános biztonsági követelmények ", GOST 25686-85" Manipulátorok, autókezelők és ipari robotok. Kifejezések és meghatározások "és GOST 26053-84" Ipari robotok. Elfogadási szabályok. Vizsgálati módszerek".

A 80-as évek végére rendkívül sürgetővé vált a nemzetgazdaság robotizálásának feladata: a bányászat, a kohászat, a vegyipar, a könnyű- és élelmiszeripar, a mezőgazdaság, a közlekedés és az építőipar. A műszerkészítés technológiáját széles körben fejlesztették ki, amely átment a mikroelektronikai bázisra.

A késő szovjet években egy robot egy-három embert tudott helyettesíteni a termelésben, műszaktól függően, mintegy 20-40%-kal növelte a munkatermelékenységet, és főleg az alacsonyan képzett munkaerőt helyettesítette. A szovjet tudósok és fejlesztők kihívása a robot költségének csökkentése volt, mivel ez nagymértékben korlátozta a mindenütt jelen lévő robotikát.

A Szovjetunióban azokban az években számos tudományos és termelő csapat vett részt a robotika elméleti alapjainak kidolgozásában, a tudományos és műszaki ötletek kidolgozásában, a robotok és robotrendszerek létrehozásában és kutatásában: MSTU im. N. E. Bauman, Gépészmérnöki Intézet. A. A. Blagonravova, a Szentpétervári Politechnikai Intézet Robotikai és Műszaki Kibernetikai Központi Kutató- és Fejlesztő Intézete (TsNII RTK), Elektromos Hegesztési Intézet. E. O. Paton (Ukrajna), Alkalmazott Matematikai Intézet, Irányítási Problémák Intézete, Gépipari Technológiai Kutatóintézet (St. Rostov), Fémforgácsoló Szerszámgépek Kísérleti Kutatóintézete, Nehézmérnöki Tervezési és Technológiai Intézet, Orgstankoprom stb.

Levelező tagok I. M. Makarov, D. E. Okhotsimsky, valamint híres tudósok és szakemberek, M. B. Ignatiev, D. A. Poszpelov, A. B. Kobrinsky, G. N. Rapoport, B. C. Gurfinkel, N. A. Lakota, Yu. G. Kozyrev, V. S. Kuleshov, F. M. Kulakov, B. C. Jasztrebov, E. G. Nahapetyan, A. V. Timofejev, B. C. Rybak, M. S. Vorosilov, A. K. Platonov, G. P. Katys, A. P. Bessonov, A. M. Pokrovszkij, B. G. Avetikov, A. I. Korendyasev és mások.

A fiatal szakemberek képzése az egyetemi képzés, a speciális közép- és szakképzés rendszerén, valamint a dolgozók át- és továbbképzésén keresztül történt.

Abban az időben az ország számos vezető egyetemén (MSTU, SPPI, Kijev, Cseljabinszk, Krasznojarszki Politechnikai Intézetek stb.) A fő robottechnikai szakterületen, a „Robotrendszerek és komplexumok” személyzeti képzést végeztek.

A Szovjetunióban és Kelet-Európa országaiban a robotika fejlesztése hosszú éveken keresztül a KGST-tagországok együttműködésének keretein belül zajlott (Council for Mutual Economic Assistance). 1982-ben a delegációk vezetői aláírták az ipari robotok fejlesztése és gyártásszervezése terén folytatott többoldalú együttműködésről szóló általános egyezményt, amellyel kapcsolatban megalakult a Főtervezők Tanácsa (SGC). 1983 elején a KGST-tagok aláírták a többoldalú szakosodásról és együttműködésről szóló megállapodást a különféle célú ipari robotok és manipulátorok gyártására, majd 1985 decemberében a KGST 41. (rendkívüli) ülésszakán elfogadták a Tudományos és Technológiai Haladás Átfogó Programját. 2000-ig a KGST-tagországok között, amelyben az ipari robotok és a termelés robotizálása az integrált automatizálás egyik kiemelt területe.

A Szovjetunió, Magyarország, a Német Demokratikus Köztársaság, Lengyelország, Románia, Csehszlovákia és a szocialista tábor többi országának részvételével ezekben az években sikeresen létrehoztak egy új ipari robotot az "Interrobot-1" elektromos ívhegesztéshez. Bulgária szakembereivel a Szovjetunió tudósai megalapították a "Red Proletarian - Beroe" termelési egyesületet, amelyet modern, RB-240 sorozatú elektromechanikus meghajtókkal felszerelt robotokkal szereltek fel. Kiegészítő műveletekre szánták: alkatrészek be- és kirakodása fémvágó gépeken, munkaeszközök cseréje, alkatrészek szállítása, raklapozása stb.

Összegezve elmondható, hogy a 90-es évek elejére a Szovjetunióban mintegy 100 000 darab ipari robotot gyártottak, amelyek több mint egymillió dolgozót helyettesítettek, de a felszabaduló alkalmazottak így is találtak munkát. A Szovjetunióban több mint 200 robotmodellt fejlesztettek és gyártottak. 1989 végére több mint 600 vállalkozás és több mint 150 kutatóintézet és tervezőiroda volt a Szovjetunió Műszerminisztériuma része. Az iparban foglalkoztatottak száma meghaladta az egymilliót.

A szovjet mérnökök az ipar szinte minden területén tervezték bevezetni a robotok alkalmazását: a gépészetben, a mezőgazdaságban, az építőiparban, a kohászatban, a bányászatban, a könnyűiparban és az élelmiszeriparban, de ennek nem volt sorsa, hogy megvalósuljon.

A Szovjetunió lerombolásával a robotika állami szintű fejlesztésére irányuló tervezett munka leállt, és a robotok sorozatgyártása is leállt. Még azok a robotok is eltűntek, amelyeket az iparban már használtak: privatizálták a termelőeszközöket, majd teljesen tönkrementek a gyárak, az egyedi drága berendezéseket pedig megsemmisítették vagy ócskavasnak adták el. Megjött a kapitalizmus.