Sovietinės robotikos formavimasis ir plėtra

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Geras apžvalginis straipsnis apie sovietinės robotikos formavimąsi ir vystymąsi.

Robotizacija SSRS

XX amžiuje SSRS iš tikrųjų buvo viena iš pasaulio lyderių robotikos srityje. Priešingai nei tvirtina buržuaziniai propagandistai ir politikai, Sovietų Sąjunga per kelis dešimtmečius sugebėjo iš šalies, kurioje nemokėjo skaityti ir rašyti, pavirsti į pažangią kosminę jėgą.

Panagrinėkime kai kuriuos – bet jokiu būdu ne visus – robotizuotų sprendimų formavimo ir tobulinimo pavyzdžius.

1930-aisiais vienas iš sovietų moksleivių Vadimas Matskevičius sukūrė robotą, galintį judėti dešine ranka. Roboto kūrimas truko 2 metus, visą tą laiką berniukas praleido Novočerkassko politechnikos instituto tekinimo dirbtuvėse. Būdamas 12 metų Vadimas jau išsiskyrė savo išradingumu. Jis sukūrė radijo bangomis valdomą mažą šarvuotą mašiną, kuri paleido fejerverkus.

Taip pat per šiuos metus atsirado automatinės guolių dalių apdorojimo linijos, o tada, 40-ųjų pabaigoje, pirmą kartą pasaulyje buvo sukurta kompleksinė traktorių variklių stūmoklių gamyba. Visi procesai buvo automatizuoti: nuo žaliavų pakrovimo iki produktų pakavimo.

40-ųjų pabaigoje sovietų mokslininkas Sergejus Lebedevas baigė kurti pirmąjį Sovietų Sąjungoje elektroninį skaitmeninį kompiuterį MESM, kuris pasirodė 1950 m. Šis kompiuteris tapo greičiausiu Europoje. Po metų Sovietų Sąjunga išleido įsakymą dėl karinės technikos automatinio valdymo sistemų kūrimo ir Specialiosios robotikos ir mechatronikos katedros sukūrimo.

1958 metais sovietų mokslininkai sukūrė pirmąjį pasaulyje puslaidininkinį AVM (analoginį kompiuterį) MN-10, kuris laimėjo parodos Niujorke svečius. Tuo pat metu kibernetikas Viktoras Gluškovas išsakė idėją apie „į smegenis panašias“kompiuterių struktūras, kurios sujungtų milijardus procesorių ir palengvintų duomenų atminties suliejimą.

Analoginis kompiuteris MN-10

Šeštojo dešimtmečio pabaigoje sovietų mokslininkams pirmą kartą pavyko nufotografuoti tolimąją Mėnulio pusę. Tai buvo padaryta naudojant automatinę stotį „Luna-3“. O 1970 metų rugsėjo 24 dieną sovietų erdvėlaivis Luna-16 iš Mėnulio į Žemę atgabeno dirvožemio pavyzdžius. Tada tai buvo pakartota su Luna-20 aparatu 1972 m.

Vienas ryškiausių buitinės robotikos ir mokslo laimėjimų buvo V. I. vardu pavadinto projektavimo biuro sukūrimas. Lavočkino aparatas "Lunokhod-1". Tai antros kartos aptiktas robotas. Jame sumontuotos jutiklių sistemos, tarp kurių pagrindinė yra techninės vizijos sistema (STZ). Lunokhod-1 ir Lunokhod-2, sukurti 1970–1973 m., valdomi žmogaus operatoriaus priežiūros režimu, gavo ir perdavė Žemei vertingos informacijos apie Mėnulio paviršių. O 1975 metais SSRS buvo paleistos automatinės tarpplanetinės stotys Venera-9 ir Venera-10. Retransliatorių pagalba jie perdavė informaciją apie Veneros paviršių, nusileisdami ant jo.

Pirmasis pasaulyje roveris „Lunokhod-1“

1962 metais Politechnikos muziejuje atsirado humanoidinis robotas „REKS“, kuris vesdavo ekskursijas vaikams.

Nuo septintojo dešimtmečio pabaigos Sovietų Sąjungoje prasidėjo masinis pirmųjų buitinių robotų įvedimas į pramonę, buvo kuriami moksliniai ir techniniai pagrindai bei organizacijos, susijusios su robotika. Povandeninių erdvių tyrinėjimas robotais pradėjo sparčiai vystytis, tobulėjo karinės ir kosmoso plėtra.

Ypatingas pasiekimas tais metais buvo tolimojo nepilotuojamo žvalgybinio lėktuvo DBR-1, galinčio vykdyti misijas visoje Vakarų ir Vidurio Europoje, sukūrimas. Taip pat šis dronas gavo I123K pavadinimą, jo serijinė gamyba pradėta nuo 1964 m.

DBR – 1

1966 metais Voronežo mokslininkai išrado manipuliatorių metalo lakštams sukrauti.

Kaip minėta aukščiau, povandeninio pasaulio raida neatsiliko nuo kitų techninių proveržių. Taigi 1968 metais SSRS mokslų akademijos Okeanologijos institutas kartu su Leningrado politechnikos institutu ir kitais universitetais sukūrė vieną pirmųjų robotų povandeninio pasaulio tyrinėjimui – kompiuteriu valdomą įrenginį „Manta“. ("Aštuonkojų" tipo). Jo valdymo sistema ir sensoriniai aparatai leido užfiksuoti ir paimti operatoriaus nurodytą objektą, atnešti į „teleakį“arba įdėti į bunkerį studijoms, taip pat ieškoti objektų neramiame vandenyje.

1969 m. Gynybos pramonės ministerijos Centriniame tyrimų institute, vadovaujamame B. N. Surninas pradėjo kurti pramoninį robotą „Universal-50“. O 1971 m. pasirodė pirmieji pirmosios kartos pramoninių robotų prototipai - robotai UM-1 (sukurti vadovaujant PNBelyaninui ir B. Sh. Rozinui) ir UPK-1 (vadovaujant VI Aksenovui), aprūpinti programinės įrangos sistemų valdikliai ir skirti atlikti apdirbimo operacijas, šaltąjį štampavimą, galvanizavimą.

Tais metais automatika netgi pasiekė tašką, kad vienoje iš ateljė buvo pristatytas robotas pjaustytuvas. Jis buvo užprogramuotas raštui, matuojant kliento figūros dydį iki audinio iškirpimo.

70-ųjų pradžioje daugelis gamyklų perėjo prie automatizuotų linijų. Pavyzdžiui, Petrodvoreco laikrodžių gamykla „Raketa“atsisakė rankinio mechaninių laikrodžių surinkimo ir perėjo prie šias operacijas atliekančių robotų linijų. Taigi daugiau nei 300 darbuotojų buvo išlaisvinti nuo varginančių darbų ir padidino darbo našumą 6 kartus. Pagerėjo gaminių kokybė, o atmetimų skaičius smarkiai sumažėjo. Už pažangią ir racionalią gamybą gamykla 1971 metais buvo apdovanota Raudonosios darbo vėliavos ordinu.

Petrodvorets laikrodžių gamykla „Raketa“

1973 metais Leningrado politechnikos instituto OKB TC buvo surinkti ir pradėti gaminti pirmieji SSRS mobilieji pramoniniai robotai MP-1 ir „Sprut“, o po metų netgi surengtas pirmasis pasaulio šachmatų čempionatas tarp kompiuterių, kur nugalėtoja tapo sovietinė programa „Kaissa“.

Tais pačiais 1974 m. SSRS Ministrų Taryba Vyriausybės 1974 m. liepos 22 d. dekrete „Dėl priemonių organizuoti automatinių programuojamų manipuliatorių mechanikos inžinerijai gamybą“nurodė: OKB TK paskirti pagrindine plėtros organizacija. pramoninių robotų mechanikos inžinerijai. Pagal SSRS valstybinio mokslo ir technikos komiteto dekretą buvo sukurti pirmieji 30 serijinių pramoninių robotų, skirtų aptarnauti įvairias pramonės šakas: suvirinimui, presams ir staklėms aptarnauti ir kt. Leningrade pradėtos kurti magnetinės navigacijos sistemos Kedr, Invariant ir Skat, skirtos erdvėlaiviams, povandeniniams laivams ir lėktuvams.

Įvairių skaičiavimo sistemų diegimas nestovi vietoje. Taigi 1977 metais V. Burcevas sukūrė pirmąjį simetrinį daugiaprocesorių kompiuterių kompleksą (MCC) „Elbrus-1“. Tarpplanetiniams tyrimams sovietų mokslininkai sukūrė integruotą robotą „Centaur“, valdomą M-6000 komplekso. Šio skaičiavimo komplekso navigaciją sudarė giroskopas ir mirčių skaičiavimo sistema su odometru, taip pat buvo įrengtas lazeriu skenuojantis atstumo matuoklis ir lytėjimo jutiklis, leidžiantis gauti informaciją apie aplinką.

Geriausi pavyzdžiai, sukurti iki 70-ųjų pabaigos, yra pramoniniai robotai, tokie kaip „Universal“, PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 ir daugybė kitų modelių.

1978 m. SSRS išleido katalogą „Pramoniniai robotai“(M.: SSRS Min-Stankoprom; RSFSR aukštojo mokslo ministerija; NIIMash; Leningrado politechnikos instituto techninės kibernetikos projektavimo biuras, 109 p.), pristatė 52 modelių pramoninių robotų ir dviejų manipuliatorių su rankiniu valdymu technines charakteristikas.

Nuo 1969 iki 1979 metų kompleksiškai mechanizuotų ir automatizuotų dirbtuvių ir pramonės šakų skaičius išaugo nuo 22, 4 iki 83, 5 tūkst., o mechanizuotų įmonių - nuo 1, 9 iki 6, 1 tūkst.

1979 m. SSRS buvo pradėti gaminti didelio našumo daugiaprocesoriai UVK su perkonfigūruojama PS 2000 struktūra, kuri leido išspręsti daugybę matematinių ir kitų problemų. Buvo sukurta užduočių lygiagretinimo technologija, kuri leido vystyti dirbtinio intelekto sistemos idėją. Kibernetikos institute, vadovaujant N. Amosovui, buvo sukurtas legendinis robotas „Kid“, kurį valdė besimokantis neuroninis tinklas. Tokia sistema, kurios pagalba buvo atlikta nemažai reikšmingų tyrimų neuroninių tinklų srityje, atskleidė pastarųjų valdymo pranašumus prieš tradicinius algoritminius. Tuo pat metu Sovietų Sąjunga sukūrė revoliucinį antrosios kartos kompiuterio modelį – BESM-6, kuriame pirmą kartą pasirodė modernios talpyklos prototipas.

BESM-6

Taip pat 1979 m. Maskvos valstybiniame technikos universitete. N. E. Baumano, KGB užsakymu buvo sukurtas sprogstamųjų objektų sunaikinimo įrenginys - itin lengvas mobilus robotas MRK-01 (roboto charakteristikas galite peržiūrėti nuorodoje).

Iki 1980 metų serijinė gamyba buvo pradėta apie 40 naujų pramoninių robotų modelių. Taip pat pagal SSRS valstybinio standarto programą buvo pradėti šių robotų standartizavimo ir unifikavimo darbai, o 1980 metais pasirodė pirmasis pneumatinis pramoninis robotas su padėties valdymu, aprūpintas MP-8 technine vizija. Jį sukūrė Leningrado politechnikos instituto OKB TC, kur buvo sukurtas Centrinis Robotikos ir techninės kibernetikos tyrimų ir plėtros institutas (TsNII RTK). Taip pat mokslininkai nagrinėjo jautrių robotų kūrimo klausimus.

Apskritai 1980 m. pramoninių robotų skaičius SSRS viršijo 6000 vienetų, o tai sudarė daugiau nei 20% viso pasaulio skaičiaus.

1982 m. spalį SSRS tapo tarptautinės parodos „Industrial Robots-82“organizatore. Tais pačiais metais buvo išleistas katalogas „Pramoniniai robotai ir manipuliatoriai su rankiniu valdymu“(Maskva: NIIMash TSRS staklių pramonės ministerija, 100 p.), kuriame buvo pateikti duomenys apie pramoninius robotus, pagamintus ne tik SSRS (67 modeliai).), bet ir Bulgarijoje, Vengrijoje, Rytų Vokietijoje, Lenkijoje, Rumunijoje ir Čekoslovakijoje.

1983 m. SSRS priėmė unikalų kompleksą P-700 „Granit“, sukurtą specialiai kariniam jūrų laivynui, kurį sukūrė NPO Mashinostroyenia (OKB-52), kuriame raketos galėjo savarankiškai išsirikiuoti į mūšio rikiuotę ir skrydžio metu paskirstyti taikinius tarpusavyje.

1984 m. buvo sukurtos sistemos, skirtos informacijai iš sudužusių orlaivių gelbėti ir katastrofos vietoms priskirti „Klevas“, „Žymeklis“ir „Call“.

Kibernetikos institute SSRS Gynybos ministerijos užsakymu per šiuos metus buvo sukurtas autonominis robotas „MAVR“, kuris raižytu, nelengvu reljefu galėjo laisvai judėti tikslo link. „MAVR“pasižymėjo dideliu visureigiu gebėjimu ir patikima apsaugos sistema. Taip pat per šiuos metus buvo suprojektuotas ir įdiegtas pirmasis gaisrinis robotas.

1984 m. gegužę vyriausybė išleido dekretą „Dėl mašinų gamybos automatizavimo darbų pagreitinimo, remiantis pažangiais technologiniais procesais ir lanksčiais reguliuojamais kompleksais“, kuris davė naują robotizacijos šuolį SSRS. Atsakomybės už lanksčios automatizuotos gamybos kūrimo, diegimo ir priežiūros politikos įgyvendinimą buvo priskirtos TSRS staklių pramonės ministerijai. Didžioji dalis darbų buvo atlikta mechaninės inžinerijos ir metalo apdirbimo įmonėse.

1984 m. jau veikė daugiau nei 75 automatizuotos dirbtuvės ir skyriai, aprūpinti robotais, integruotas pramoninių robotų, kaip technologinių linijų dalis, diegimo procesas ir lanksčios automatizuotos gamybos patalpos, kurios buvo naudojamos mechanikos inžinerijoje, prietaisų gamyboje, radijo ir elektronikos pramonėje. įgyja jėgų.

Daugelyje Sovietų Sąjungos įmonių buvo pradėti eksploatuoti lankstūs gamybos moduliai (PMM), lanksčios automatizuotos linijos (GAL), sekcijos (GAU) ir cechai (GAC) su automatizuotomis transportavimo ir saugojimo sistemomis (ATSS). Iki 1986 metų pradžios tokių sistemų buvo daugiau nei 80, jos apėmė automatinį valdymą, įrankių keitimą ir drožlių šalinimą, dėl ko gamybos ciklo laikas sutrumpėjo 30 kartų, gamybos ploto taupymas padidėjo 30-40. %.

Lankstūs gamybos moduliai

1985 m. TsNII RTK pradėjo kurti borto robotų sistemą ISS „Buran“, aprūpintą dviem 15 m ilgio manipuliatoriais, apšvietimo, televizijos ir telemetrijos sistemomis. Pagrindiniai sistemos uždaviniai buvo atlikti operacijas su kelių tonų kroviniais: iškrovimą, prijungimą prie orbitinės stoties. O 1988 metais buvo paleistas ISS Energia-Buran. Projekto autoriai buvo V. P. Gluško ir kiti sovietų mokslininkai. ISS Energia-Buran tapo reikšmingiausiu ir pažangiausiu devintojo dešimtmečio projektu SSRS.

TKS „Energia-Buran“

1981-1985 metais. SSRS buvo tam tikras robotų gamybos nuosmukis dėl pasaulinės šalių santykių krizės, tačiau 1986 m. pradžioje SSRS Instrumentų ministerijos įmonėse jau veikė daugiau nei 20 000 pramoninių robotų.

1985 m. pabaigoje pramoninių robotų skaičius SSRS priartėjo prie 40 000, o tai sudarė apie 40% visų robotų pasaulyje. Palyginimui: JAV šis skaičius buvo kelis kartus mažesnis. Robotai buvo plačiai naudojami ekonomikoje ir pramonėje.

Po tragiškų įvykių Černobylio atominėje elektrinėje buvo pavadintas Maskvos valstybinis technikos universitetas Baumanas, sovietų inžinieriai V. Švedovas, V. Dorotovas, M. Chumakovas, A. Kalininas greitai ir sėkmingai sukūrė mobiliuosius robotus, kurie padėjo atlikti reikiamus tyrimus ir darbus po nelaimės pavojingose zonose – MRK ir Mobot-ChKhV. Žinoma, kad tuo metu buvo naudojami robotai – tiek radijo bangomis valdomi buldozeriai, tiek specialūs robotai, skirti dezinfekuoti aplinkinę teritoriją, stogą ir atominės elektrinės avarinio bloko pastatą.

Mobot-CHHV (mobilus robotas, Černobylis, skirtas chemijos pajėgoms)

Iki 1985 m. SSRS sukūrė Gosstandartus pramoniniams robotams ir manipuliatoriams: tokius standartus kaip GOST 12.2.072-82 „Pramoniniai robotai. Robotų technologiniai kompleksai ir sekcijos. Bendrieji saugos reikalavimai ", GOST 25686-85" Manipuliatoriai, autooperatoriai ir pramoniniai robotai. Terminai ir apibrėžimai "ir GOST 26053-84" Pramoniniai robotai. Priėmimo taisyklės. Bandymo metodai“.

Devintojo dešimtmečio pabaigoje šalies ekonomikos robotizavimo uždavinys tapo labai aktualus: kasybos, metalurgijos, chemijos, lengvosios ir maisto pramonės, žemės ūkio, transporto ir statybos srityse. Buvo plačiai išvystyta instrumentų gamybos technologija, kuri perėjo į mikroelektroninę bazę.

Vėlyvaisiais sovietiniais metais robotas galėjo pakeisti nuo vieno iki trijų žmonių gamyboje, priklausomai nuo pamainos, padidino darbo našumą apie 20-40% ir pakeitė daugiausia žemos kvalifikacijos darbuotojus. Sovietų mokslininkų ir kūrėjų iššūkis buvo sumažinti roboto kainą, nes tai labai apribojo visur esančią robotiką.

SSRS tais metais kuriant robotikos teorinius pagrindus, plėtojant mokslines ir technines idėjas, kuriant ir tyrinėjant robotus ir robotines sistemas, dalyvavo nemažai mokslo ir gamybos komandų: MSTU im. N. E. Baumanas, Mechanikos inžinerijos institutas. A. A. Blagonravova, Sankt Peterburgo politechnikos instituto Centrinis Robotikos ir techninės kibernetikos tyrimų ir plėtros institutas (TsNII RTK), Elektrinio suvirinimo institutas pavadintas E. O. Patonas (Ukraina), Taikomosios matematikos institutas, Valdymo problemų institutas, Mechaninės inžinerijos technologijos tyrimų institutas (Šv. Rostovas), Metalo pjovimo staklių eksperimentinis tyrimų institutas, Orgstankopromo sunkiosios inžinerijos projektavimo ir technologijos institutas ir kt.

Nariai korespondentai I. M. Makarovas, D. E. Okhotsimsky, taip pat garsūs mokslininkai ir specialistai M. B. Ignatjevas, D. A. Pospelovas, A. B. Kobrinskis, G. N. Rapoportas, B. C. Gurfinkelis, N. A. Lakota, Yu. G. Kozyrevas, V. S. Kuleshovas, F. M. Kulakovas, B. C. Jastrebovas, E. G. Nahapetyanas, A. V. Timofejevas, B. C. Rybakas, M. S. Vorošilovas, A. K. Platonovas, G. P. Katys, A. P. Bessonovas, A. M. Pokrovskis, B. G. Avetikovas, A. I. Korendyasevas ir kiti.

Jaunieji specialistai buvo ruošiami per universitetinio rengimo, specialiojo vidurinio ir profesinio mokymo sistemą bei per darbuotojų perkvalifikavimo ir kvalifikacijos kėlimo sistemą.

Pagrindinės robotų specialybės „Robotų sistemos ir kompleksai“personalo mokymai tuo metu buvo vykdomi daugelyje pirmaujančių šalies universitetų (MSTU, SPPI, Kijevo, Čeliabinsko, Krasnojarsko politechnikos institutai ir kt.).

Daugelį metų robotikos plėtra SSRS ir Rytų Europos šalyse buvo vykdoma bendradarbiaujant CMEA valstybėms narėms (Savitarpio ekonominės pagalbos taryba). 1982 metais delegacijų vadovai pasirašė Bendrąjį susitarimą dėl daugiašalio bendradarbiavimo kuriant ir organizuojant pramoninių robotų gamybą, dėl kurio buvo įkurta Vyriausiųjų dizainerių taryba (SGC). 1983 metų pradžioje CMEA narės pasirašė susitarimą dėl daugiašalės specializacijos ir bendradarbiavimo gaminant įvairios paskirties pramoninius robotus ir manipuliatorius, o 1985 metų gruodį 41-oje (neeilinėje) CMEA sesijoje buvo priimta Visapusė mokslo ir technologijų pažangos programa. CMEA šalių narių iki 2000 m., kuriose pramoniniai robotai ir gamybos robotizavimas yra viena iš prioritetinių integruotos automatizavimo sričių.

Dalyvaujant SSRS, Vengrijai, Vokietijos Demokratinei Respublikai, Lenkijai, Rumunijai, Čekoslovakijai ir kitoms socialistinės stovyklos šalims, tais metais buvo sėkmingai sukurtas naujas pramoninis elektros lankinio suvirinimo robotas „Interrobot-1“. Su specialistais iš Bulgarijos SSRS mokslininkai net įkūrė gamybinę asociaciją „Raudonasis proletaras – Beroe“, kurioje buvo įrengti modernūs RB-240 serijos robotai su elektromechaninėmis pavaromis. Jos buvo skirtos pagalbinėms operacijoms: detalių pakrovimui ir iškrovimui į metalo pjovimo stakles, darbo įrankių keitimui, detalių transportavimui ir paletavimui ir kt.

Apibendrinant galima teigti, kad iki 90-ųjų pradžios Sovietų Sąjungoje buvo pagaminta apie 100 000 vienetų pramoninių robotų, kurie pakeitė daugiau nei milijoną darbuotojų, tačiau atleisti darbuotojai vis tiek susirado darbą. SSRS buvo sukurta ir pagaminta daugiau nei 200 robotų modelių. Iki 1989 m. pabaigos SSRS instrumentų ministerijai priklausė daugiau nei 600 įmonių ir daugiau nei 150 mokslinių tyrimų institutų ir projektavimo biurų. Bendras pramonės darbuotojų skaičius viršijo milijoną.

Sovietų inžinieriai planavo įvesti robotų naudojimą beveik visose pramonės srityse: mechanikos inžinerijoje, žemės ūkyje, statyboje, metalurgijoje, kasyboje, lengvojoje ir maisto pramonėje, tačiau tam nebuvo lemta išsipildyti.

Sunaikinus SSRS, nutrūko planuoti robotikos plėtros valstybiniu lygiu darbai, nutrūko ir serijinė robotų gamyba. Dingo net tie robotai, kurie jau buvo naudojami pramonėje: buvo privatizuotos gamybos priemonės, tada visiškai sugriautos gamyklos, o unikali brangi įranga sunaikinta arba parduota į metalo laužą. Kapitalizmas atėjo.