Кеңестік робототехниканың қалыптасуы мен дамуы

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Кеңестік робототехниканың қалыптасуы мен дамуы туралы жақсы шолу мақала.

КСРО-дағы роботтандыру

ХХ ғасырда КСРО робототехника бойынша әлемдік көшбасшылардың бірі болды. Буржуазиялық үгіт-насихатшылар мен саясаткерлердің барлық тұжырымдарына қарамастан, Кеңес Одағы бірнеше ондаған жылдар ішінде жазу-сызуды білмейтін халқы бар елден озық ғарыштық державаға айнала алды.

Роботтық шешімдердің қалыптасуы мен дамуының мысалдарын - бірақ барлығын емес - қарастырайық.

1930 жылдары кеңестік мектеп оқушыларының бірі Вадим Мацкевич оң қолымен қозғалатын робот жасады. Роботты жасау 2 жылға созылды, бала осы уақыттың бәрін Новочеркасск политехникалық институтының токарлық шеберханаларында өткізді. 12 жасында Вадим өзінің тапқырлығымен ерекшеленді. Ол отшашуды шығаратын радиомен басқарылатын шағын брондалған машина жасады.

Сондай-ақ осы жылдары подшипник бөлшектерін өңдеуге арналған автоматты желілер пайда болды, содан кейін 40-жылдардың соңында әлемде бірінші рет трактор қозғалтқыштарына арналған поршеньдердің кешенді өндірісі құрылды. Барлық процестер автоматтандырылды: шикізатты тиеуден бастап өнімдерді буып-түюге дейін.

40-жылдардың аяғында кеңес ғалымы Сергей Лебедев 1950 жылы пайда болған Кеңес Одағында бірінші электрондық цифрлық ЭЕМ MESM құрастыруды аяқтады. Бұл компьютер Еуропадағы ең жылдам компьютер болды. Бір жылдан кейін Кеңес Одағы әскери техниканы автоматты басқару жүйесін әзірлеу және арнайы робототехника және мехатроника кафедрасын құру туралы бұйрық шығарды.

1958 жылы кеңес ғалымдары Нью-Йорктегі көрме қонақтарын жеңіп алған әлемдегі бірінші жартылай өткізгіш AVM (аналогтық компьютер) MN-10 құрастырды. Сонымен бірге кибернетик ғалым Виктор Глушков миллиардтаған процессорларды біріктіретін және деректер жадының біріктірілуін жеңілдететін «миға ұқсас» компьютерлік құрылымдар идеясын білдірді.

Аналогты компьютер MN-10

1950 жылдардың аяғында кеңес ғалымдары алғаш рет айдың арғы жағын суретке түсіре алды. Бұл «Луна-3» автоматты станциясының көмегімен жасалды. Ал 1970 жылы 24 қыркүйекте кеңестік Луна-16 ғарыш кемесі Айдан Жерге топырақ үлгілерін жеткізді. Бұл 1972 жылы Луна-20 аппаратымен қайталанды.

Отандық робототехника мен ғылымның ең көрнекті жетістіктерінің бірі В. И. атындағы конструкторлық бюроның құрылуы болды. Лавочкин аппараты «Луноход-1». Бұл екінші буынның сезімтал роботы. Ол сенсорлық жүйелермен жабдықталған, олардың ішінде негізгісі техникалық көру жүйесі (STZ). 1970-1973 жылдары жасалған Луноход-1 және Луноход-2, бақылау режимінде адам басқаратын, Айдың беті туралы құнды ақпаратты алып, Жерге жеткізді. Ал 1975 жылы КСРО-да Венера-9 және Венера-10 автоматты планетааралық станциялары іске қосылды. Қайталанғыштардың көмегімен олар Венераның беті, оған қонуы туралы ақпаратты жіберді.

Әлемдегі алғашқы ровер «Луноход-1»

1962 жылы Политехникалық мұражайда балаларға экскурсиялар жүргізетін «РЕКС» гуманоид роботы пайда болды.

60-жылдардың аяғынан бастап Кеңес Одағында алғашқы отандық роботтарды өнеркәсіпке жаппай енгізу, робототехникамен байланысты ғылыми-техникалық негіздер мен ұйымдардың дамуы басталды. Роботтардың су асты кеңістігін зерттеу қарқынды дами бастады, әскери және ғарыштық әзірлемелер жетілдірілді.

Сол жылдардағы ерекше жетістік - Батыс және Орталық Еуропада миссияларды орындай алатын ұзақ қашықтыққа ұшатын DBR-1 барлау ұшағын жасау болды. Сондай-ақ, бұл дрон I123K белгісін алды, оның сериялық өндірісі 1964 жылдан бері жолға қойылған.

DBR - 1

1966 жылы Воронеж ғалымдары металл парақтарды қабаттасуға арналған манипулятор ойлап тапты.

Жоғарыда айтылғандай, су асты әлемінің дамуы басқа да техникалық жетістіктермен қатар жүрді. Сонымен, 1968 жылы КСРО Ғылым академиясының Океанология институты Ленинград политехникалық институтымен және басқа да университеттермен бірлесіп, су асты әлемін зерттеуге арналған алғашқы роботтардың бірі – компьютермен басқарылатын «Манта» құрылғысын жасады. («Сегізаяқ» түрі). Оның басқару жүйесі мен сенсорлық аппараты оператор көрсеткен нысанды ұстап алуға және алуға, оны «телекөзге» әкелуге немесе зерттеу үшін бункерге салуға, сондай-ақ бұзылған судағы объектілерді іздеуге мүмкіндік берді.

1969 жылы Қорғаныс өнеркәсібі министрлігінің Орталық ғылыми-зерттеу институтында Б. Н. Сурнин «Универсал-50» өнеркәсіптік роботын жасауға кірісті. Ал 1971 жылы бірінші буынның өнеркәсіптік роботтарының алғашқы прототиптері пайда болды - УМ-1 роботтары (П. Н. Белянин мен Б. Ш. Розиннің басшылығымен жасалған) және УПК-1 (В. И. Аксеновтың жетекшілігімен), олармен жабдықталған. бағдарламалық қамтамасыз ету жүйелерін басқарады және өңдеу операцияларын орындауға арналған, суық штамптау, гальваника.

Сол жылдардағы автоматтандыру тіпті ательелердің бірінде роботты кескіштің енгізілгеніне дейін жетті. Ол матаны кесуге дейін тапсырыс берушінің фигураның өлшемін өлшейтін үлгі үшін бағдарламаланған.

70-жылдардың басында көптеген зауыттар автоматтандырылған желілерге көшті. Мысалы, Петродворец «Ракета» сағат зауыты механикалық сағаттарды қолмен құрастырудан бас тартып, осы операцияларды орындайтын роботтық желілерге көшті. Осылайша 300-ден астам жұмысшы ауыр жұмыстан босатылып, еңбек өнімділігі 6 есеге артты. Өнімдердің сапасы жақсарып, қабылданбағандар саны күрт азайды. Озық және ұтымды өндірісі үшін зауыт 1971 жылы Еңбек Қызыл Ту орденімен марапатталды.

Петродворец «Ракета» сағат зауыты

1973 жылы КСРО-да бірінші жылжымалы өнеркәсіптік роботтар МП-1 және «Спрут» құрастырылып, өндіріске енгізілді ОКБ ТК Ленинград политехникалық институтында, ал бір жылдан кейін олар тіпті компьютерлер арасында шахматтан бірінші әлем чемпионатын өткізді, мұнда «Қайса» кеңестік бағдарламасы жеңімпаз атанды.

Сол 1974 жылы КСРО Министрлер Кеңесі үкіметтің 1974 жылғы 22 шілдедегі «Машина жасау үшін автоматты бағдарламаланған манипуляторларды шығаруды ұйымдастыру шаралары туралы» қаулысында: ОКБ ТК әзірлеу жөніндегі негізгі ұйым болып тағайындалсын. машина жасау үшін өнеркәсіптік роботтардың. КСРО Ғылым және техника жөніндегі мемлекеттік комитетінің қаулысына сәйкес әр түрлі салаларға қызмет көрсету үшін алғашқы 30 сериялық өнеркәсіптік роботтар жасалды: дәнекерлеуге, престерге және станоктарға қызмет көрсетуге және т.б. Ленинградта ғарыш кемелеріне, суасты қайықтарына және ұшақтарына арналған Kedr, Invariant және Skat магнитті навигация жүйелерін жасау басталды.

Әртүрлі есептеу жүйелерінің енгізілуі бір орында тұрған жоқ. Сонымен, 1977 жылы В. Бурцев «Эльбрус-1» бірінші симметриялық көппроцессорлық есептеуіш кешенін (МЦК) жасады. Ғаламшараралық зерттеулер үшін кеңес ғалымдары М-6000 кешенімен басқарылатын «Кентавр» интегралды роботын жасады. Бұл есептеу кешенінің навигациясы гироскоптан және одометрі бар өлі есептеу жүйесінен тұрды, сонымен қатар ол лазерлік сканерлеу қашықтығын өлшегішпен және қоршаған орта туралы ақпаратты алуға мүмкіндік беретін тактильді сенсормен жабдықталған.

70-жылдардың аяғында жасалған ең жақсы үлгілерге «Универсал», ПР-5, Бриг-10, MP-9S, TUR-10 және басқа да бірқатар модельдер сияқты өнеркәсіптік роботтар жатады.

1978 жылы КСРО-да «Өндірістік роботтар» каталогы шығарылды (М.: КСРО Мин-Станкопром; РСФСР Жоғары білім министрлігі; Н. И. Маш; Ленинград политехникалық институты жанындағы Техникалық кибернетика конструкторлық бюросы, 109 б.), ол өндірістік роботтардың 52 моделінің және қолмен басқарылатын екі манипулятордың техникалық сипаттамаларын ұсынды.

1969 жылдан 1979 жылға дейін кешенді механикаландырылған және автоматтандырылған цехтар мен өндірістердің саны 22, 4-тен 83, 5 мыңға, ал механикаландырылған кәсіпорындар 1, 9-дан 6, 1 мыңға дейін өсті.

1979 жылы КСРО-да олар қайта конфигурацияланатын PS 2000 құрылымы бар жоғары өнімді мультипроцессорлық УВК шығара бастады, бұл көптеген математикалық және басқа есептерді шешуге мүмкіндік берді. Тапсырмаларды параллельдеу технологиясы әзірленді, бұл жасанды интеллект жүйесінің идеясын дамытуға мүмкіндік берді. Кибернетика институтында Н. Амосовтың жетекшілігімен оқу нейрондық желі арқылы басқарылатын аты аңызға айналған «Малақ» роботы жасалды. Нейрондық желілер саласында бірқатар маңызды зерттеулер жүргізілген мұндай жүйе дәстүрлі алгоритмдіктерге қарағанда соңғысын басқарудағы артықшылықтарды анықтады. Сонымен бірге Кеңес Одағы екінші буын компьютерінің революциялық үлгісін жасады - BESM-6, онда қазіргі заманғы кэш жадының прототипі алғаш рет пайда болды.

БЕСМ-6

Сондай-ақ 1979 жылы Мәскеу мемлекеттік техникалық университетінде. Н. Е. Бауман, КГБ бұйрығымен жарылғыш заттарды залалсыздандыруға арналған құрылғы - MRK-01 өте жеңіл мобильді роботы жасалды (роботтың сипаттамаларын сілтемеден көруге болады).

1980 жылға қарай өнеркәсіптік роботтардың 40-қа жуық жаңа үлгілері сериялық өндіріске енді. Сондай-ақ, КСРО Мемлекеттік стандартының бағдарламасына сәйкес осы роботтарды стандарттау және унификациялау жұмыстары басталып, 1980 жылы МП-8 техникалық көруімен жабдықталған позициялық басқаруы бар бірінші пневматикалық өнеркәсіптік робот пайда болды. Оны Ленинград политехникалық институтының ОКБ ТК әзірледі, онда Орталық робототехника және техникалық кибернетика ғылыми-зерттеу институты (ЦНИИ РТК) құрылды. Сондай-ақ ғалымдар сезімтал роботтарды жасау мәселелерімен айналысты.

Жалпы, 1980 жылы КСРО-да өнеркәсіптік роботтардың саны 6000 данадан асты, бұл әлемдегі жалпы санның 20% -дан астамын құрады.

1982 жылдың қазан айында КСРО Industrial Robots-82 халықаралық көрмесінің ұйымдастырушысы болды. Сол жылы «Өнеркәсіптік роботтар мен қолмен басқарылатын манипуляторлар» каталогы жарық көрді (Мәскеу: NIIMash КСРО Станок өнеркәсібі министрлігі, 100 б.), онда тек КСРО-да ғана емес (67 модель) өндірілген өнеркәсіптік роботтар туралы мәліметтер берілген.), сонымен қатар Болгарияда, Венгрияда, Шығыс Германияда, Польшада, Румынияда және Чехословакияда.

1983 жылы КСРО Әскери-теңіз күштері үшін арнайы әзірленген, «НПО Машиностройения» (ОКБ-52) әзірлеген бірегей Р-700 «Гранит» кешенін қабылдады, онда зымырандар ұрыс құрылымына өз бетінше тізіліп, ұшу кезінде нысаналарды бір-біріне тарата алады.

1984 жылы апатқа ұшыраған әуе кемелерінен ақпаратты құтқару және апат орындарын белгілеу үшін «Үйеңкі», «Маркер» және «Қоңырау» жүйелері әзірленді.

Кибернетика институтында КСРО Қорғаныс Министрлігінің бұйрығымен осы жылдарда «МАВР» автономды роботы жасалды, ол ойлы-қырлы, қиын жер бедері арқылы нысанаға емін-еркін бағыт алады. «MAVR» жоғары кросс қабілетіне және сенімді қорғаныс жүйесіне ие болды. Сондай-ақ осы жылдары бірінші өрт роботы әзірленіп, енгізілді.

1984 жылы мамырда үкіметтің «Жетілдірілген технологиялық процестер мен икемді қайта реттелетін кешендер негізінде машина жасау өндірісін автоматтандыру жөніндегі жұмыстарды жеделдету туралы» қаулысы шықты, ол КСРО-да роботтандыруға жаңа серпіліс берді. Икемді автоматтандырылған өндірісті құру, енгізу және қызмет көрсету саласындағы саясатты жүзеге асыру міндеттері КСРО Станок жасау өнеркәсібі министрлігіне жүктелді. Жұмыстың басым бөлігі машина жасау және металл өңдеу кәсіпорындарында жүргізілді.

1984 жылы қазірдің өзінде роботтармен жабдықталған 75-тен астам автоматтандырылған цехтар мен учаскелер жұмыс істеді, машина жасауда, прибор жасауда, радиоэлектрондық өнеркәсіпте қолданылатын технологиялық желілер мен икемді автоматтандырылған өндірістер құрамында өндірістік роботтарды кешенді енгізу процесі болды. күш алу.

Кеңес Одағының көптеген кәсіпорындарында икемді өндірістік модульдер (ПММ), икемді автоматтандырылған желілер (ГАЛ), учаскелер (ГАУ) және автоматтандырылған көлік және сақтау жүйесі (АТСС) бар цехтар (ГАС) іске қосылды. 1986 жылдың басына қарай мұндай жүйелердің саны 80-нен астам болды, олар автоматты басқаруды, құралды ауыстыруды және чиптерді жоюды қамтыды, соның арқасында өндіріс циклінің уақыты 30 есеге қысқарды, өндіріс алаңын үнемдеу 30-40-қа өсті. %.

Икемді өндіріс модульдері

1985 жылы TsNII RTK ұзындығы 15 м екі манипулятормен, жарықтандыру, теледидар және телеметрия жүйелерімен жабдықталған «Буран» ХҒС үшін борттық роботтар жүйесін әзірлеуді бастады. Жүйенің негізгі міндеттері көп тонналық жүктермен операцияларды орындау болды: түсіру, орбиталық станциямен түйісу. Ал 1988 жылы Энергия-Буран ХҒС ұшырылды. Жобаның авторлары В. П. Глушко және басқа да кеңес ғалымдары болды. Энергия-Буран ХҒС КСРО-дағы 1980 жылдардағы ең маңызды және озық жоба болды.

«Энергия-Буран» ХҒС

1981-1985 жж. КСРО-да елдер арасындағы қарым-қатынастардағы әлемдік дағдарысқа байланысты роботтар өндірісінде белгілі бір құлдырау байқалды, бірақ 1986 жылдың басына қарай КСРО Аспаптар министрлігінің кәсіпорындарында 20 000-нан астам өнеркәсіптік роботтар жұмыс істеді.

1985 жылдың аяғында КСРО-да өнеркәсіптік роботтардың саны 40 мыңға жақындады, бұл әлемдегі барлық роботтардың шамамен 40% құрады. Салыстыру үшін: АҚШ-та бұл сан бірнеше есе аз болды. Роботтар экономика мен өнеркәсіпке кеңінен енгізілді.

Чернобыль атом электр станциясындағы қайғылы оқиғадан кейін Мәскеу мемлекеттік техникалық университеті Бауман, кеңес инженерлері В. Шведов, В. Доротов, М. Чумаков, А. Калининдер қауіпті аймақтарда – МРК және Мобот-ЧХВ-да апаттан кейін қажетті зерттеулер мен жұмыстарды жүргізуге көмектесетін мобильді роботтарды тез және сәтті жасап шығарды. Ол кезде радиомен басқарылатын бульдозер түрінде де, айналаны, шатырды және атом электр станциясының апаттық бөлімшесінің ғимаратын дезинфекциялау үшін арнайы роботтар түрінде де роботтық құрылғылар қолданылғаны белгілі.

Mobot-CHHV (мобильді робот, Чернобыль, химиялық әскерлер үшін)

1985 жылға қарай КСРО өнеркәсіптік роботтар мен манипуляторларға арналған Мемстандартты әзірледі: ГОСТ 12.2.072-82 «Өнеркәсіптік роботтар. Роботты технологиялық кешендер мен секциялар. Жалпы қауіпсіздік талаптары «, ГОСТ 25686-85» Манипуляторлар, автооператорлар және өндірістік роботтар. Терминдер мен анықтамалар «және ГОСТ 26053-84» Өнеркәсіптік роботтар. Қабылдау ережелері. Сынақ әдістері».

80-жылдардың соңына қарай халық шаруашылығын роботтандыру міндеті үлкен өзектілікке ие болды: тау-кен, металлургия, химия, жеңіл және тамақ өнеркәсібі, ауыл шаруашылығы, көлік және құрылыс. Аспап жасау технологиясы кеңінен дамыды, ол микроэлектронды базаға өтті.

Кеңес дәуірінің соңғы жылдарында робот өндірісте ауысымға байланысты бір адамнан үш адамға дейін алмастыра алады, еңбек өнімділігін шамамен 20-40% арттырды және негізінен төмен білікті жұмысшыларды ауыстырды. Кеңес ғалымдары мен әзірлеушілерінің міндеті роботтың құнын төмендету болды, өйткені бұл барлық жерде робототехниканы шектеді.

КСРО-да робототехниканың теориялық негіздерін жасауға, ғылыми-техникалық идеяларды дамытуға, роботтар мен роботтық жүйелерді құруға және зерттеуге сол жылдары бірқатар ғылыми-өндірістік ұжымдар қатысты: МТУ им. Н. Е. Бауман, машина жасау институты. А. А. Благонравова, Санкт-Петербург политехникалық институтының Робототехника және техникалық кибернетика орталық ғылыми-зерттеу және тәжірибелік-конструкторлық институты (ЦНИИ РТК), атындағы электр дәнекерлеу институты. Е. О. Патон (Украина), Қолданбалы математика институты, Басқару мәселелері институты, Машина жасау технологиясы ғылыми-зерттеу институты (Санкт. Ростов), Металл кескіш станоктар эксперименттік ғылыми-зерттеу институты, Ауыр машина жасау конструкторлық-технологиялық институты, Оргстанкопром және т.б.

Корреспондент мүшелер И. М. Макаров, Д. Е. Охоцимский, сондай-ақ белгілі ғалымдар мен мамандар М. Б. Игнатьев, Д. А. Поспелов, А. Б. Кобринский, Г. Н. Рапопорт, б.з.д. Гурфинкель, Н. А. Лакота, Ю. Г. Козырев, В. С. Күлешов, Ф. М. Кулаков, Б. С. Ястребов, Е. Г. Нахапетян, А. В. Тимофеев, Б. Рыбак, М. С. Ворошилов, А. К. Платонов, Г. П. Катис, А. П. Бессонов, А. М. Покровский, Б. Г. Аветиков, А. И. Корендясев және т.б.

Жас мамандар жоғары оқу орындарында, арнаулы орта және кәсіптік білім беру жүйесі арқылы және жұмысшыларды қайта даярлау мен біліктілігін арттыру жүйесі арқылы дайындалды.

«Роботтық жүйелер мен кешендер» негізгі робототехникалық мамандығы бойынша кадрларды даярлау сол кезде еліміздің бірқатар жетекші жоғары оқу орындарында (МТУ, МПИ, Киев, Челябі, Краснояр политехникалық институттары және т.б.) жүргізілді.

Көп жылдар бойы КСРО мен Шығыс Еуропа елдерінде робототехниканың дамуы СЭВ-ге мүше елдердің (Экономикалық Өзара Көмек Кеңесі) ынтымақтастығы аясында жүзеге асырылды. 1982 жылы делегациялардың басшылары өнеркәсіптік роботтарды жасау және өндіруді ұйымдастыру саласындағы көпжақты ынтымақтастық туралы Бас келісімге қол қойды, осыған байланысты Бас конструкторлар кеңесі (БКК) құрылды. 1983 жылдың басында СЭВ мүшелері әртүрлі мақсаттағы өнеркәсіптік роботтар мен манипуляторларды өндіруде көпжақты мамандандыру және ынтымақтастық туралы келісімге қол қойды, ал 1985 жылы желтоқсанда СЭВ-тің 41-ші (кезектен тыс) сессиясында Ғылыми-техникалық прогрестің кешенді бағдарламасы қабылданды. 2000 жылға дейін СЭВ мүше-елдерінде өнеркәсіптік роботтар мен өндірісті роботтандыру кешенді автоматтандырудың басым бағыттарының бірі ретінде енгізілген.

КСРО, Венгрия, Германия Демократиялық Республикасы, Польша, Румыния, Чехословакия және басқа да социалистік лагерь елдерінің қатысуымен сол жылдары электр доғалық дәнекерлеуге арналған «Интерробот-1» жаңа өнеркәсіптік роботы сәтті жасалды. Болгария мамандарымен КСРО ғалымдары тіпті РБ-240 сериялы электромеханикалық жетектері бар заманауи роботтармен жабдықталған «Красная пролетарий - Берое» өндірістік бірлестігін құрды. Олар қосалқы операцияларға арналған: бөлшектерді металл кесетін станоктарға тиеу және түсіру, жұмыс құралдарын ауыстыру, бөлшектерді тасымалдау және паллеттеу және т.б.

Қорытындылай келе, 90-шы жылдардың басында Кеңес Одағында 100 000-ға жуық өнеркәсіптік роботтар шығарылды, олар миллионнан астам жұмысшыны ауыстырды, бірақ босатылған қызметкерлер әлі де жұмыс тапты. КСРО-да роботтардың 200-ден астам үлгісі жасалып, шығарылды. 1989 жылдың аяғында 600-ден астам кәсіпорын және 150-ден астам ғылыми-зерттеу институттары мен конструкторлық бюролар КСРО Аспаптар министрлігінің құрамына кірді. Саладағы жұмысшылардың жалпы саны миллионнан асты.

Кеңес инженерлері роботтарды өнеркәсіптің барлық дерлік салаларында: машина жасауда, ауыл шаруашылығында, құрылыста, металлургияда, тау-кен өнеркәсібінде, жеңіл және тамақ өнеркәсібінде енгізуді жоспарлады, бірақ бұл жүзеге аспады.

КСРО-ның жойылуымен мемлекеттік деңгейде робототехниканы дамыту бойынша жоспарланған жұмыстар тоқтап, роботтарды сериялық шығару тоқтатылды. Өнеркәсіпте бұрыннан қолданылған роботтар да жоғалып кетті: өндіріс құралдары жекешелендірілді, содан кейін зауыттар толығымен жойылды, бірегей қымбат жабдықтар жойылды немесе сынықтарға сатылды. Капитализм келді.