Padomju robotikas veidošanās un attīstība

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Labs pārskata raksts par padomju robotikas veidošanos un attīstību.

Robotizācija PSRS

XX gadsimtā PSRS faktiski bija viena no pasaules līderiem robotikā. Pretēji visiem buržuāzisko propagandistu un politiķu apgalvojumiem, Padomju Savienība vairāku gadu desmitu laikā spēja pārvērsties no valsts, kurā ir lasīt un rakstīt neprotoši cilvēki, par attīstītu kosmosa spēku.

Apskatīsim dažus - bet nekādā gadījumā ne visus - robotu risinājumu veidošanas un attīstības piemērus.

30. gados viens no padomju skolniekiem Vadims Matskevičs radīja robotu, kas varēja pārvietoties ar labo roku. Robota izveide ilga 2 gadus, visu šo laiku zēns pavadīja Novočerkasskas Politehniskā institūta virpošanas darbnīcās. 12 gadu vecumā Vadims jau izcēlās ar savu atjautību. Viņš radīja radio vadāmu nelielu bruņumašīnu, kas palaida uguņošanu.

Arī šajos gados parādījās automātiskās līnijas gultņu detaļu apstrādei, un tad 40. gadu beigās pirmo reizi pasaulē tika izveidota kompleksa traktoru dzinēju virzuļu ražošana. Visi procesi tika automatizēti: no izejvielu iekraušanas līdz produktu iepakošanai.

40. gadu beigās padomju zinātnieks Sergejs Ļebedevs pabeidza pirmā Padomju Savienībā elektroniskā digitālā datora MESM izstrādi, kas parādījās 1950. Šis dators kļuva par ātrāko Eiropā. Gadu vēlāk Padomju Savienība izdeva rīkojumu par militārā aprīkojuma automātiskās vadības sistēmu izstrādi un Speciālās robotikas un mehatronikas katedras izveidi.

1958. gadā padomju zinātnieki izstrādāja pasaulē pirmo pusvadītāju AVM (analogo datoru) MN-10, kas uzvarēja izstādes viesus Ņujorkā. Tajā pašā laikā kibernētikas zinātnieks Viktors Gluškovs izteica ideju par "smadzenēm līdzīgām" datoru struktūrām, kas savienotu miljardus procesoru un atvieglotu datu atmiņas saplūšanu.

Analogais dators MN-10

50. gadu beigās padomju zinātnieki pirmo reizi varēja nofotografēt Mēness tālāko pusi. Tas tika darīts, izmantojot automātisko staciju "Luna-3". Un 1970. gada 24. septembrī padomju kosmosa kuģis Luna-16 nogādāja augsnes paraugus no Mēness uz Zemi. Pēc tam tas tika atkārtots ar Luna-20 aparātu 1972. gadā.

Viens no ievērojamākajiem sadzīves robotikas un zinātnes sasniegumiem bija V. I. vārdā nosauktā dizaina biroja izveide. Lavočkina aparāts "Lunokhod-1". Šis ir otrās paaudzes sensors robots. Tas ir aprīkots ar sensoru sistēmām, starp kurām galvenā ir tehniskās redzes sistēma (STZ). Lunokhod-1 un Lunokhod-2, kas izstrādāti 1970.-1973.gadā, ko vadīja cilvēks-operators uzraudzības režīmā, saņēma un pārsūtīja uz Zemi vērtīgu informāciju par Mēness virsmu. Un 1975. gadā PSRS tika palaistas automātiskās starpplanētu stacijas Venera-9 un Venera-10. Ar atkārtotāju palīdzību viņi pārraidīja informāciju par Veneras virsmu, nolaižoties uz tās.

Pasaulē pirmais roveris "Lunokhod-1"

1962. gadā Politehniskajā muzejā parādījās humanoīds robots "REKS", kas vadīja ekskursijas bērniem.

Kopš 60. gadu beigām Padomju Savienībā sākās pirmo sadzīves robotu masveida ieviešana rūpniecībā, zinātniski tehnisko pamatu un ar robotiku saistītu organizāciju attīstība. Zemūdens telpu izpēte ar robotiem sāka strauji attīstīties, tika uzlabota militārā un kosmosa attīstība.

Īpašs sasniegums šajos gados bija liela attāluma bezpilota izlūkošanas lidmašīnas DBR-1 izstrāde, kas varēja veikt misijas visā Rietumeiropā un Centrāleiropā. Tāpat šis drons saņēma apzīmējumu I123K, tā sērijveida ražošana ir izveidota kopš 1964.gada.

DBR - 1

1966. gadā Voroņežas zinātnieki izgudroja manipulatoru metāla lokšņu sakraušanai.

Kā minēts iepriekš, zemūdens pasaules attīstība gāja kopsolī ar citiem tehniskajiem sasniegumiem. Tā 1968. gadā PSRS Zinātņu akadēmijas Okeanoloģijas institūts kopā ar Ļeņingradas Politehnisko institūtu un citām universitātēm radīja vienu no pirmajiem robotiem zemūdens pasaules izzināšanai - datorvadāmu ierīci "Manta" ("Astoņkāja" tipa). Tās vadības sistēma un sensorais aparāts ļāva notvert un paņemt objektu, uz kuru norādīja operators, nogādāt to "tele-acs" vai ievietot bunkurā izpētei, kā arī meklēt objektus nemierīgā ūdenī.

1969. gadā Aizsardzības rūpniecības ministrijas Centrālajā pētniecības institūtā B. N. Surņins sāka veidot industriālo robotu "Universal-50". Un 1971. gadā parādījās pirmie pirmās paaudzes industriālo robotu prototipi - roboti UM-1 (izveidoti PNBelyanin un B. Sh. Rozin vadībā) un UPK-1 (VI Aksenova vadībā), aprīkoti ar programmatūras sistēmu vadības ierīces un paredzētas apstrādes operāciju veikšanai, aukstā štancēšanai, galvanizācijai.

Automatizācija šajos gados pat sasniedza punktu, ka vienā no ateljē tika ieviests robotizēts griezējs. Tas tika ieprogrammēts paraugam, mērot klienta figūras izmēru līdz auduma griešanai.

70. gadu sākumā daudzas rūpnīcas pārgāja uz automatizētām līnijām. Piemēram, Petrodvorecas pulksteņu rūpnīca "Raketa" atteicās no mehānisko pulksteņu manuālas montāžas un pārgāja uz robotizētajām līnijām, kas veic šīs darbības. Tādējādi vairāk nekā 300 strādnieku tika atbrīvoti no nogurdinoša darba un palielināja darba ražīgumu 6 reizes. Produktu kvalitāte ir uzlabojusies, un noraidīto skaits ir krasi samazinājies. Par progresīvu un racionālu ražošanu rūpnīcai 1971. gadā tika piešķirts Darba Sarkanā karoga ordenis.

Petrodvorecas pulksteņu rūpnīca "Raketa"

1973. gadā Ļeņingradas Politehniskā institūta OKB TC tika samontēti un nodoti ražošanā pirmie PSRS mobilie industriālie roboti MP-1 un "Sprut", bet gadu vēlāk tie pat sarīkoja pirmo pasaules čempionātu šahā starp datoriem, kur uzvarēja padomju programma "Kaissa".

Tajā pašā 1974. gadā PSRS Ministru padome valdības 1974. gada 22. jūlija dekrētā "Par pasākumiem mašīnbūves automātisko programmējamo manipulatoru ražošanas organizēšanai" norādīja: noteikt OKB TK par galveno attīstības organizāciju. rūpnieciskie roboti mašīnbūvei. Saskaņā ar PSRS Valsts zinātnes un tehnikas komitejas dekrētu tika izveidoti pirmie 30 sērijveida rūpnieciskie roboti dažādu nozaru apkalpošanai: metināšanai, preses un darbgaldu apkalpošanai utt. Ļeņingradā sākās magnētisko navigācijas sistēmu Kedr, Invariant un Skat izstrāde kosmosa kuģiem, zemūdenēm un lidmašīnām.

Dažādu skaitļošanas sistēmu ieviešana nestāvēja uz vietas. Tātad, 1977. gadā V. Burtsevs izveidoja pirmo simetrisko daudzprocesoru datoru kompleksu (MCC) "Elbrus-1". Starpplanētu pētījumiem padomju zinātnieki ir izveidojuši integrētu robotu "Centaur", kuru kontrolē M-6000 komplekss. Šī skaitļošanas kompleksa navigācija sastāvēja no žiroskopa un mirušo uzskaites sistēmas ar odometru, tas bija aprīkots arī ar lāzerskenēšanas attāluma mērītāju un taustes sensoru, kas ļāva iegūt informāciju par vidi.

Labākie paraugi, kas radīti līdz 70. gadu beigām, ietver tādus industriālos robotus kā "Universal", PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 un virkni citu modeļu.

1978. gadā PSRS izdeva katalogu "Industriālie roboti" (M.: PSRS Min-Stankoprom; RSFSR Augstākās izglītības ministrija; NIIMash; Ļeņingradas Politehniskā institūta Tehniskās kibernētikas projektēšanas birojs, 109 lpp.), Kurš iepazīstināja ar 52 industriālo robotu modeļu un divu manipulatoru ar manuālo vadību tehnisko raksturojumu.

No 1969. līdz 1979. gadam kompleksi mehanizēto un automatizēto darbnīcu un nozaru skaits pieauga no 22, 4 līdz 83, 5 tūkstošiem, bet mehanizēto uzņēmumu - no 1, 9 līdz 6, 1 tūkst.

1979. gadā PSRS viņi sāka ražot augstas veiktspējas daudzprocesoru UVK ar pārkonfigurējamu PS 2000 struktūru, kas ļāva atrisināt daudzas matemātiskas un citas problēmas. Tika izstrādāta uzdevumu paralēlizācijas tehnoloģija, kas ļāva attīstīties idejai par mākslīgā intelekta sistēmu. Kibernētikas institūtā N. Amosova vadībā tika izveidots leģendārais robots "Kid", kuru vadīja mācīšanās neironu tīkls. Šāda sistēma, ar kuras palīdzību tika veikti vairāki nozīmīgi pētījumi neironu tīklu jomā, atklāja priekšrocības pēdējo pārvaldībā salīdzinājumā ar tradicionālajiem algoritmiskajiem. Tajā pašā laikā Padomju Savienība izstrādāja revolucionāru otrās paaudzes datora modeli - BESM-6, kurā pirmo reizi parādījās modernās kešatmiņas prototips.

BESM-6

Arī 1979. gadā Maskavas Valsts tehniskajā universitātē. N. E. Bauman, pēc VDK pasūtījuma tika izstrādāta ierīce sprādzienbīstamu priekšmetu iznīcināšanai - ultraviegls mobilais robots MRK-01 (robota raksturojumu var apskatīt saitē).

Līdz 1980. gadam sērijveida ražošanā tika uzsākti aptuveni 40 jauni rūpniecisko robotu modeļi. Tāpat saskaņā ar PSRS Valsts standarta programmu tika uzsākts darbs pie šo robotu standartizācijas un unifikācijas, un 1980. gadā parādījās pirmais pneimatiskais industriālais robots ar pozicionālo vadību, kas aprīkots ar MP-8 tehnisko vīziju. To izstrādāja Ļeņingradas Politehniskā institūta OKB TC, kur tika izveidots Centrālais Robotikas un tehniskās kibernētikas pētniecības un attīstības institūts (TsNII RTK). Zinātnieki ir pievērsušies arī jutīgu robotu radīšanas jautājumiem.

Kopumā 1980. gadā PSRS industriālo robotu skaits pārsniedza 6000 vienību, kas bija vairāk nekā 20% no kopējā skaita pasaulē.

1982. gada oktobrī PSRS kļuva par starptautiskās izstādes Industrial Robots-82 organizētāju. Tajā pašā gadā tika izdots katalogs "Rūpnieciskie roboti un manipulatori ar manuālu vadību" (Maskava: NIIMash PSRS Darbgaldu rūpniecības ministrija, 100 lpp.), Kurā tika sniegti dati par rūpnieciskajiem robotiem, kas ražoti ne tikai PSRS (67 modeļi).), bet arī Bulgārijā, Ungārijā, Austrumvācijā, Polijā, Rumānijā un Čehoslovākijā.

1983. gadā PSRS pieņēma unikālu P-700 "Granit" kompleksu, kas izstrādāts īpaši Jūras spēkiem, ko izstrādāja NPO Mashinostroyenia (OKB-52), kurā raķetes varēja patstāvīgi ierindoties kaujas formācijās un lidojuma laikā sadalīt mērķus savā starpā.

1984. gadā tika izstrādātas sistēmas informācijas glābšanai no avarējušām lidmašīnām un avārijas vietu apzīmēšanai "Maple", "Marker" un "Call".

Kibernētikas institūtā pēc PSRS Aizsardzības ministrijas pasūtījuma šajos gados tika izveidots autonoms robots "MAVR", kas varēja brīvi virzīties uz mērķi pa nelīdzenu, sarežģītu reljefu. "MAVR" bija augsta krosa spēja un uzticama aizsardzības sistēma. Arī šajos gados tika izstrādāts un ieviests pirmais ugunsdzēsības robots.

1984. gada maijā valdība izdeva dekrētu "Par mašīnbūves ražošanas automatizācijas darba paātrināšanu, pamatojoties uz progresīviem tehnoloģiskiem procesiem un elastīgiem regulējamiem kompleksiem", kas deva jaunu lēcienu PSRS robotizācijā. Pienākumi par politikas īstenošanu elastīgas automatizētas ražošanas izveides, ieviešanas un uzturēšanas jomā tika uzticēti PSRS Darbgaldu rūpniecības ministrijai. Lielākā daļa darbu tika veikti mašīnbūves un metālapstrādes uzņēmumos.

1984. gadā jau bija vairāk nekā 75 automatizētas darbnīcas un sekcijas, kas aprīkotas ar robotiem, tika integrēts rūpniecisko robotu kā tehnoloģisko līniju un elastīgu automatizētu ražošanas iekārtu ieviešanas process, kas tika izmantots mašīnbūvē, instrumentu ražošanā, radio un elektroniskajā rūpniecībā. iegūstot spēku.

Daudzos Padomju Savienības uzņēmumos tika nodoti ekspluatācijā elastīgi ražošanas moduļi (PMM), elastīgas automatizētas līnijas (GAL), sekcijas (GAU) un darbnīcas (GAC) ar automatizētām transporta un uzglabāšanas sistēmām (ATSS). Līdz 1986. gada sākumam šādu sistēmu skaits pārsniedza 80, tajās ietilpa autovadība, instrumentu maiņa un skaidu noņemšana, kā rezultātā ražošanas cikla laiks tika samazināts par 30 reizēm, ražošanas platības ietaupījums palielinājās par 30-40 %.

Elastīgi ražošanas moduļi

1985. gadā TsNII RTK sāka izstrādāt borta robotu sistēmu ISS "Buran", kas aprīkota ar diviem 15 m gariem manipulatoriem, apgaismojuma, televīzijas un telemetrijas sistēmām. Sistēmas galvenie uzdevumi bija veikt operācijas ar vairāku tonnu kravām: izkraušanu, piestāšanos ar orbitālo staciju. Un 1988. gadā tika palaists ISS Energia-Buran. Projekta autori bija V. P. Gluško un citi padomju zinātnieki. ISS Energia-Buran kļuva par nozīmīgāko un progresīvāko 80. gadu projektu PSRS.

SKS "Energia-Buran"

1981.-1985.gadā. PSRS bija vērojams zināms kritums robotu ražošanā saistībā ar pasaules krīzi valstu attiecībās, bet 1986. gada sākumā PSRS Instrumentu ministrijas uzņēmumos darbojās jau vairāk nekā 20 000 industriālo robotu.

Līdz 1985. gada beigām rūpniecisko robotu skaits PSRS tuvojās 40 000, kas veidoja aptuveni 40% no visiem robotiem pasaulē. Salīdzinājumam: ASV šis skaitlis bija vairākas reizes mazāks. Roboti ir plaši ieviesti ekonomikā un rūpniecībā.

Pēc traģiskajiem notikumiem Černobiļas atomelektrostacijā tika nosaukta Maskavas Valsts tehniskā universitāte Baumans, padomju inženieri V. Švedovs, V. Dorotovs, M. Čumakovs, A. Kaļiņins ātri un veiksmīgi izstrādāja mobilos robotus, kas palīdzēja veikt nepieciešamos pētījumus un darbu pēc katastrofas bīstamajās zonās - MRK un Mobot-ChKhV. Zināms, ka tolaik robotizētās ierīces tika izmantotas gan radiovadāmu buldozeru veidā, gan speciālu robotu veidā apkārtējās teritorijas, jumta un atomelektrostacijas avārijas bloka ēkas dezinfekcijai.

Mobot-CHHV (mobilais robots, Černobiļa, ķīmisko spēku karaspēkam)

Līdz 1985. gadam PSRS bija izstrādājuši Gosstandartus rūpnieciskajiem robotiem un manipulatoriem: tādus standartus kā GOST 12.2.072-82 “Industriālie roboti. Robotikas tehnoloģiskie kompleksi un sekcijas. Vispārīgās drošības prasības ", GOST 25686-85" Manipulatori, autooperatori un rūpnieciskie roboti. Termini un definīcijas "un GOST 26053-84" Rūpnieciskie roboti. Pieņemšanas noteikumi. Pārbaudes metodes".

Līdz 80. gadu beigām valsts ekonomikas robotizācijas uzdevums kļuva ļoti aktuāls: ieguves rūpniecībā, metalurģijā, ķīmiskajā, vieglajā un pārtikas rūpniecībā, lauksaimniecībā, transportā un celtniecībā. Plaši tika izstrādāta instrumentu izgatavošanas tehnoloģija, kas pārgāja uz mikroelektronisko bāzi.

Vēlajos padomju gados robots varēja aizvietot no viena līdz trim cilvēkiem, atkarībā no maiņas, palielināja darba ražīgumu par aptuveni 20-40% un aizstāja galvenokārt mazkvalificētus darbiniekus. Padomju zinātnieku un izstrādātāju izaicinājums bija samazināt robota izmaksas, jo tas ievērojami ierobežoja visuresošo robotiku.

PSRS robotikas teorētisko pamatu izstrādē, zinātniski tehnisko ideju izstrādē, robotu un robotu sistēmu radīšanā un izpētē tajos gados bija iesaistītas vairākas zinātniskās un ražošanas komandas: MSTU im. N. E. Bauman, Mašīnbūves institūts. A. A. Blagonravova, Sanktpēterburgas Politehniskā institūta Centrālais Robotikas un tehniskās kibernētikas pētniecības un attīstības institūts (TsNII RTK), Elektrometināšanas institūts nosaukts E. O. Patons (Ukraina), Lietišķās matemātikas institūts, Vadības problēmu institūts, Mašīnbūves tehnoloģiju pētniecības institūts (St. Rostova), Metāla griešanas darbgaldu Eksperimentālās pētniecības institūts, Smagās mašīnbūves projektēšanas un tehnoloģiskais institūts, Orgstankoprom utt.

Korespondētie biedri I. M. Makarovs, D. E. Okhotsimsky, kā arī slaveni zinātnieki un speciālisti M. B. Ignatjevs, D. A. Pospelovs, A. B. Kobrinskis, G. N. Rapoport, B. C. Gurfinkels, N. A. Lakota, Yu. G. Kozirevs, V. S. Kuļešovs, F. M. Kulakovs, B. C. Jastrebovs, E. G. Nahapetjans, A. V. Timofejevs, B. C. Ribaks, M. S. Vorošilovs, A. K. Platonovs, G. P. Ketija, A. P. Besonovs, A. M. Pokrovskis, B. G. Avetikovs, A. I. Korendyasevs un citi.

Jaunie speciālisti tika apmācīti, izmantojot universitātes apmācības, speciālās vidējās un profesionālās izglītības sistēmu, kā arī darbinieku pārkvalifikācijas un kvalifikācijas paaugstināšanas sistēmu.

Personāla apmācība galvenajā robotikas specialitātē "Robotikas sistēmas un kompleksi" tajā laikā tika veikta vairākās vadošajās valsts universitātēs (MSTU, SPPI, Kijeva, Čeļabinska, Krasnojarskas Politehniskie institūti utt.).

Daudzus gadus robotikas attīstība PSRS un Austrumeiropas valstīs tika veikta CMEA dalībvalstu sadarbības ietvaros (Savstarpējās ekonomiskās palīdzības padome). 1982. gadā delegāciju vadītāji parakstīja Vispārējo vienošanos par daudzpusējo sadarbību industriālo robotu izstrādē un ražošanas organizēšanā, saistībā ar kuru tika izveidota Galveno konstruktoru padome (SGC). 1983. gada sākumā CMEA dalībvalstis parakstīja līgumu par daudzpusēju specializāciju un sadarbību rūpniecisko robotu un manipulatoru ražošanā dažādiem mērķiem, un 1985. gada decembrī CMEA 41. (ārkārtas) sesijā tika pieņemta Visaptverošā zinātnes un tehnoloģiskā progresa programma. CMEA dalībvalstu līdz 2000. gadam, kurā rūpnieciskie roboti un ražošanas robotizācija ir iekļauta kā viena no prioritārajām integrētās automatizācijas jomām.

Piedaloties PSRS, Ungārijai, Vācijas Demokrātiskajai Republikai, Polijai, Rumānijai, Čehoslovākijai un citām sociālistiskās nometnes valstīm, šajos gados veiksmīgi tika izveidots jauns industriālais robots elektriskā loka metināšanai "Interrobot-1". Ar speciālistiem no Bulgārijas PSRS zinātnieki pat nodibināja ražošanas apvienību "Red Proletarian - Beroe", kas bija aprīkota ar moderniem robotiem ar RB-240 sērijas elektromehāniskām piedziņām. Tie bija paredzēti palīgdarbībām: detaļu iekraušanai un izkraušanai uz metāla griešanas mašīnām, darba instrumentu maiņai, detaļu transportēšanai un paletēšanai u.c.

Rezumējot, var teikt, ka līdz 90. gadu sākumam Padomju Savienībā tika saražoti aptuveni 100 000 industriālo robotu vienību, kas nomainīja vairāk nekā miljonu strādnieku, bet atbrīvotie darbinieki tomēr atrada darbu. PSRS tika izstrādāti un ražoti vairāk nekā 200 robotu modeļi. Līdz 1989. gada beigām PSRS Instrumentu ministrijas sastāvā bija vairāk nekā 600 uzņēmumu un vairāk nekā 150 pētniecības institūtu un projektēšanas biroju. Kopējais nozarē nodarbināto skaits pārsniedza miljonu.

Padomju inženieri plānoja ieviest robotu izmantošanu gandrīz visās rūpniecības jomās: mašīnbūvē, lauksaimniecībā, celtniecībā, metalurģijā, kalnrūpniecībā, vieglajā un pārtikas rūpniecībā, taču tam nebija lemts piepildīties.

Līdz ar PSRS iznīcināšanu apstājās plānotais darbs pie robotikas attīstības valsts līmenī, un tika pārtraukta robotu sērijveida ražošana. Pat tie roboti, kurus jau izmantoja rūpniecībā, ir pazuduši: ražošanas līdzekļi tika privatizēti, pēc tam rūpnīcas tika pilnībā izpostītas, un unikālās dārgās iekārtas tika iznīcinātas vai pārdotas metāllūžņos. Kapitālisms ir atnācis.