Dannelse og utvikling av sovjetisk robotikk

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

En god oversiktsartikkel om dannelsen og utviklingen av sovjetisk robotikk.

Robotisering i USSR

På 2000-tallet var USSR faktisk en av verdens ledere innen robotikk. I motsetning til alle påstander fra borgerlige propagandister og politikere, klarte Sovjetunionen på flere tiår å snu seg fra et land med et folk som ikke kunne lese og skrive til en avansert rommakt.

La oss vurdere noen - men slett ikke alle - eksempler på dannelse og utvikling av robotløsninger.

På 1930-tallet skapte en av de sovjetiske skolebarna, Vadim Matskevich, en robot som kunne bevege seg med høyre hånd. Opprettelsen av roboten varte i 2 år, all denne tiden tilbrakte gutten i dreieverkstedene til Novocherkassk Polytechnic Institute. I en alder av 12 var Vadim allerede preget av sin oppfinnsomhet. Han skapte en radiostyrt liten panserbil som skjøt opp fyrverkeri.

Også i løpet av disse årene dukket det opp automatiske linjer for behandling av lagerdeler, og deretter, på slutten av 40-tallet, ble det opprettet en kompleks produksjon av stempler for traktormotorer for første gang i verden. Alle prosesser ble automatisert: fra lasting av råvarer til pakkeprodukter.

På slutten av 40-tallet fullførte den sovjetiske vitenskapsmannen Sergei Lebedev utviklingen av den første i Sovjetunionen elektronisk digital datamaskin MESM, som dukket opp i 1950. Denne datamaskinen ble den raskeste i Europa. Et år senere ga Sovjetunionen en ordre om utvikling av automatiske kontrollsystemer for militært utstyr og opprettelsen av Institutt for spesialrobotikk og mekatronikk.

I 1958 utviklet sovjetiske forskere verdens første halvleder AVM (analog datamaskin) MN-10, som vant gjestene på utstillingen i New York. Samtidig uttrykte kybernetisk vitenskapsmann Viktor Glushkov ideen om "hjernelignende" datamaskinstrukturer som ville koble sammen milliarder av prosessorer og lette sammensmeltingen av dataminne.

Analog datamaskin MN-10

På slutten av 1950-tallet var sovjetiske forskere i stand til å fotografere den andre siden av månen for første gang. Dette ble gjort ved hjelp av den automatiske stasjonen "Luna-3". Og 24. september 1970 leverte det sovjetiske romfartøyet Luna-16 jordprøver fra Månen til Jorden. Dette ble deretter gjentatt med Luna-20-apparatet i 1972.

En av de mest bemerkelsesverdige prestasjonene innen innenlandsk robotikk og vitenskap var opprettelsen av designbyrået oppkalt etter V. I. Lavochkin-apparat "Lunokhod-1". Dette er en andre generasjons sanserobot. Den er utstyrt med sensorsystemer, hvorav den viktigste er det tekniske synssystemet (STZ). Lunokhod-1 og Lunokhod-2, utviklet i 1970-1973, kontrollert av en menneskelig operatør i tilsynsmodus, mottok og overførte verdifull informasjon om månens overflate til Jorden. Og i 1975 ble de automatiske interplanetære stasjonene Venera-9 og Venera-10 lansert i USSR. Ved hjelp av repeatere overførte de informasjon om overflaten til Venus, og landet på den.

Verdens første rover "Lunokhod-1"

I 1962 dukket en humanoid robot «REKS» opp i Polyteknisk museum, som gjennomførte utflukter for barn.

Siden slutten av 60-tallet begynte masseintroduksjonen av de første innenlandske robotene i industrien i Sovjetunionen, utviklingen av vitenskapelige og tekniske stiftelser og organisasjoner relatert til robotikk. Utforskningen av undervannsrom med roboter begynte å utvikle seg raskt, militær- og romutvikling ble forbedret.

En spesiell prestasjon i disse årene var utviklingen av et langtrekkende ubemannet rekognoseringsfly DBR-1, som kunne utføre oppdrag i hele Vest- og Sentral-Europa. Denne dronen fikk også betegnelsen I123K, dens serieproduksjon har vært etablert siden 1964.

DBR - 1

I 1966 oppfant Voronezh-forskere en manipulator for stabling av metallplater.

Som nevnt ovenfor holdt utviklingen av undervannsverdenen tritt med andre tekniske gjennombrudd. Så i 1968 skapte Institute of Oceanology ved Academy of Sciences of the USSR, sammen med Leningrad Polytechnic Institute og andre universiteter, en av de første robotene for utforskning av undervannsverdenen - en datastyrt enhet "Manta" (av typen "blekksprut"). Dets kontrollsystem og sensoriske apparater gjorde det mulig å fange og plukke opp en gjenstand pekt på av operatøren, bringe den til "tele-eye" eller sette den inn i en bunker for studier, samt søke etter gjenstander i urolig vann.

I 1969, ved Sentralforskningsinstituttet i Forsvarsindustridepartementet under ledelse av B. N. Surnin begynte å lage en industrirobot "Universal-50". Og i 1971 dukket de første prototypene av industriroboter av den første generasjonen opp - roboter UM-1 (opprettet under ledelse av PNBelyanin og B. Sh. Rozin) og UPK-1 (under ledelse av VI Aksenov), utstyrt med programvaresystemer kontrollerer og designet for å utføre maskineringsoperasjoner, kaldstempling, galvanisering.

Automatisering i disse årene nådde til og med det punktet at en robotkutter ble introdusert i et av atelierene. Den ble programmert for et mønster, som målte størrelsen på kundens figur opp til kutting av stoffet.

På begynnelsen av 70-tallet gikk mange fabrikker over til automatiserte linjer. For eksempel forlot Petrodvorets urfabrikk "Raketa" den manuelle monteringen av mekaniske klokker og byttet til robotlinjer som utførte disse operasjonene. Dermed ble mer enn 300 arbeidere frigjort fra kjedelig arbeid og økte arbeidsproduktiviteten med 6 ganger. Kvaliteten på produktene har blitt bedre og antallet avslag har gått dramatisk ned. For avansert og rasjonell produksjon ble anlegget tildelt Order of the Red Banner of Labor i 1971.

Petrodvorets Watch Factory "Raketa"

I 1973 ble de første i USSR mobile industriroboter MP-1 og "Sprut" satt sammen og satt i produksjon ved OKB TC ved Leningrad Polytechnic Institute, og et år senere holdt de til og med det første verdensmesterskapet i sjakk blant datamaskiner, der vinneren ble det sovjetiske programmet "Kaissa".

I samme 1974 indikerte USSRs ministerråd i et regjeringsdekret av 22. juli 1974 "Om tiltak for å organisere produksjonen av automatiske programmerte manipulatorer for maskinteknikk": å utnevne OKB TK som hovedorganisasjon for utviklingen av industriroboter for maskinteknikk. I samsvar med dekretet fra USSR State Committee for Science and Technology, ble de første 30 serielle industrirobotene laget for å betjene ulike industrier: for sveising, for service av presser og maskinverktøy, etc. Utviklingen av Kedr, Invariant og Skat magnetiske navigasjonssystemer for romskip, ubåter og fly begynte i Leningrad.

Innføringen av ulike datasystemer sto ikke stille. Så i 1977 skapte V. Burtsev det første symmetriske multiprosessordatakomplekset (MCC) "Elbrus-1". For interplanetarisk forskning har sovjetiske forskere laget en integrert robot "Centaur" kontrollert av M-6000-komplekset. Navigasjonen til dette datakomplekset besto av et gyroskop og et dødt regnesystem med en kilometerteller; det var også utstyrt med en laserskanningsavstandsmåler og en taktil sensor som gjorde det mulig å få informasjon om miljøet.

De beste prøvene laget på slutten av 70-tallet inkluderer industriroboter som "Universal", PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 og en rekke andre modeller.

I 1978 publiserte USSR en katalog "Industrielle roboter" (M.: Min-Stankoprom of the USSR; Ministry of Higher Education of the RSFSR; NIIMash; Design Bureau of Technical Cybernetics ved Leningrad Polytechnic Institute, 109 s.), som presenterte de tekniske egenskapene til 52 modeller av industriroboter og to manipulatorer med manuell kontroll.

Fra 1969 til 1979 økte antallet omfattende mekaniserte og automatiserte verksteder og industrier fra 22, 4 til 83, 5 tusen, og mekaniserte bedrifter - fra 1, 9 til 6, 1 tusen.

I 1979, i USSR, begynte de å produsere høyytelses multiprosessor UVK-er med en rekonfigurerbar PS 2000-struktur, som gjorde det mulig å løse mange matematiske og andre problemer. En teknologi for parallellisering av oppgaver ble utviklet, som tillot ideen om et kunstig intelligenssystem å utvikle seg. Ved Institutt for kybernetikk, under ledelse av N. Amosov, ble den legendariske roboten «Kid» opprettet, som ble kontrollert av et lærende nevralt nettverk. Et slikt system, ved hjelp av hvilket en rekke betydelige studier innen nevrale nettverk ble utført, avslørte fordelene ved styringen av sistnevnte fremfor tradisjonelle algoritmiske. Samtidig utviklet Sovjetunionen en revolusjonerende modell av andre generasjons datamaskin - BESM-6, der prototypen av moderne cache-minne først dukket opp.

BESM-6

Også i 1979 ved Moscow State Technical University. N. E. Bauman, etter ordre fra KGB, ble det utviklet en enhet for deponering av eksplosive gjenstander - en ultralett mobil robot MRK-01 (egenskapene til roboten kan sees på lenken).

I 1980 kom rundt 40 nye modeller av industriroboter i serieproduksjon. Også, i samsvar med programmet til USSR State Standard, begynte arbeidet med standardisering og forening av disse robotene, og i 1980 dukket den første pneumatiske industriroboten med posisjonskontroll, utstyrt med MP-8 teknisk visjon, opp. Den ble utviklet av OKB TC ved Leningrad Polytechnic Institute, hvor Central Research and Development Institute of Robotics and Technical Cybernetics (TsNII RTK) ble opprettet. Forskere har også tatt seg av problemene med å lage sansende roboter.

Generelt oversteg antallet industriroboter i USSR i 1980 6000 stykker, som var mer enn 20% av det totale antallet i verden.

I oktober 1982 ble USSR arrangør av den internasjonale utstillingen Industrial Robots-82. Samme år ble det publisert en katalog "Industrielle roboter og manipulatorer med manuell kontroll" (Moskva: NIIMash USSR Ministry of Machine-Tool Industry, 100 s.), som ga data om industriroboter produsert ikke bare i USSR (67 modeller)), men også i Bulgaria, Ungarn, Øst-Tyskland, Polen, Romania og Tsjekkoslovakia.

I 1983 adopterte USSR et unikt P-700 "Granit"-kompleks utviklet spesielt for marinen, utviklet av NPO Mashinostroyenia (OKB-52), der missiler uavhengig kunne stille seg opp i kampformasjon og distribuere mål under flukt mellom seg.

I 1984 ble det utviklet systemer for redning av informasjon fra havarerte fly og betegnelse av krasjsteder "Maple", "Marker" og "Call".

Ved Institutt for kybernetikk, etter ordre fra USSRs forsvarsdepartement, ble det laget en autonom robot «MAVR» i løpet av disse årene, som fritt kunne gå mot målet gjennom ulendt, vanskelig terreng. "MAVR" hadde en høy langrennsevne og et pålitelig beskyttelsessystem. Også i løpet av disse årene ble den første brannroboten designet og implementert.

I mai 1984 utstedte regjeringen et dekret "Om akselerasjon av arbeidet med automatisering av maskinbyggingsproduksjon på grunnlag av avanserte teknologiske prosesser og fleksible omjusterbare komplekser", som ga et nytt sprang i robotisering i USSR. Ansvar for implementering av politikken innen opprettelse, innføring og vedlikehold av fleksibel automatisert produksjon ble tildelt USSR Ministry of Machine-Tool Industry. Det meste av arbeidet ble utført ved maskin- og metallbedrifter.

I 1984 var det allerede mer enn 75 automatiserte verksteder og seksjoner utstyrt med roboter, prosessen med integrert implementering av industriroboter som en del av teknologiske linjer og fleksible automatiserte produksjonsanlegg som ble brukt i maskinteknikk, instrumentproduksjon, radio og elektronisk industri var får styrke.

Hos mange foretak i Sovjetunionen ble fleksible produksjonsmoduler (PMM), fleksible automatiserte linjer (GAL), seksjoner (GAU) og verksteder (GAC) med automatiserte transport- og lagringssystemer (ATSS) satt i drift. Ved begynnelsen av 1986 var antallet slike systemer mer enn 80, de inkluderte autokontroll, verktøyskift og fjerning av spon, på grunn av dette ble produksjonssyklustiden redusert med 30 ganger, besparelsen av produksjonsareal økte med 30-40 %.

Fleksible produksjonsmoduler

I 1985 begynte TsNII RTK å utvikle et system med roboter ombord for ISS «Buran», utstyrt med to manipulatorer på 15 m, lys, fjernsyn og telemetrisystemer. Hovedoppgavene til systemet var å utføre operasjoner med multitonns last: lossing, dokking med orbitalstasjonen. Og i 1988 ble ISS Energia-Buran lansert. Forfatterne av prosjektet var V. P. Glushko og andre sovjetiske forskere. ISS Energia-Buran ble det mest betydningsfulle og avanserte prosjektet på 1980-tallet i USSR.

ISS "Energia-Buran"

I 1981-1985. i Sovjetunionen var det en viss nedgang i produksjonen av roboter på grunn av verdenskrisen i forholdet mellom landene, men i begynnelsen av 1986 fungerte allerede mer enn 20 000 industriroboter i virksomhetene til USSR Ministry of Instruments.

Ved slutten av 1985 nærmet antallet industriroboter i USSR seg 40 000, som utgjorde omtrent 40 % av alle roboter i verden. Til sammenligning: i USA var dette tallet flere ganger lavere. Roboter har blitt mye introdusert i økonomien og industrien.

Etter de tragiske hendelsene ved atomkraftverket i Tsjernobyl, Moskva statlige tekniske universitet oppkalt etter Bauman, sovjetiske ingeniører V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin utviklet raskt og vellykket mobile roboter som hjalp til med å utføre nødvendig forskning og arbeid etter katastrofen i farlige områder - MRK og Mobot-ChKhV. Det er kjent at robotenheter på den tiden ble brukt både i form av radiostyrte bulldosere og spesielle roboter for desinfisering av området rundt, taket og bygningen av nødenheten til atomkraftverket.

Mobot-CHHV (mobil robot, Tsjernobyl, for kjemiske tropper)

I 1985 hadde USSR utviklet Gosstandards for industriroboter og manipulatorer: standarder som GOST 12.2.072-82 "Industrielle roboter. Robotteknologiske komplekser og seksjoner. Generelle sikkerhetskrav ", GOST 25686-85" Manipulatorer, autooperatører og industriroboter. Begreper og definisjoner "og GOST 26053-84" Industriroboter. Akseptregler. Testmetoder".

På slutten av 80-tallet ble oppgaven med å robotisere nasjonaløkonomien stor påtrengning: gruvedrift, metallurgisk, kjemisk industri, lett og matindustri, landbruk, transport og konstruksjon. Teknologien for instrumentproduksjon ble bredt utviklet, som gikk over til den mikroelektroniske basen.

I de sene sovjetiske årene kunne en robot erstatte fra én til tre personer i produksjon, avhengig av skiftet, økt arbeidsproduktiviteten med omtrent 20-40 % og erstattet hovedsakelig lavt kvalifiserte arbeidere. Utfordringen for sovjetiske forskere og utviklere var å redusere kostnadene for roboten, da dette i stor grad begrenset allestedsnærværende robotikk.

I USSR var en rekke vitenskapelige og produksjonsteam involvert i utviklingen av det teoretiske grunnlaget for robotikk, utviklingen av vitenskapelige og tekniske ideer, opprettelsen og forskningen av roboter og robotsystemer i disse årene: MSTU im. N. E. Bauman, Institutt for maskinteknikk. A. A. Blagonravova, Central Research and Development Institute of Robotics and Technical Cybernetics (TsNII RTK) ved St. Petersburg Polytechnic Institute, Institute of Electric Welding oppkalt etter E. O. Paton (Ukraina), Institute of Applied Mathematics, Institute of Control Problems, Research Institute of Mechanical Engineering Technology (St. Rostov), eksperimentelt forskningsinstitutt for metallskjærende verktøy, design og teknologisk institutt for tungteknikk, Orgstankoprom, etc.

Tilsvarende medlemmer I. M. Makarov, D. E. Okhotsimsky, så vel som kjente forskere og spesialister M. B. Ignatiev, D. A. Pospelov, A. B. Kobrinsky, G. N. Rapoport, B. C. Gurfinkel, N. A. Lakota, Yu. G. Kozyrev, V. S. Kuleshov, F. M. Kulakov, B. C. Yastrebov, E. G. Nahapetyan, A. V. Timofeev, B. C. Rybak, M. S. Voroshilov, A. K. Platonov, G. P. Katys, A. P. Bessonov, A. M. Pokrovsky, B. G. Avetikov, A. I. Korendyasev og andre.

Unge spesialister ble opplært gjennom systemet med universitetsopplæring, spesiell videregående og yrkesrettet utdanning og gjennom systemet med omskolering og avansert opplæring av arbeidere.

Personalopplæring i hovedrobotspesialiteten "Robotiske systemer og komplekser" ble utført på den tiden ved en rekke ledende universiteter i landet (MSTU, SPPI, Kiev, Chelyabinsk, Krasnoyarsk Polytechnic Institutes, etc.).

I mange år ble utviklingen av robotikk i USSR og landene i Øst-Europa utført innenfor rammen av samarbeidet mellom CMEA-medlemslandene (Council for Mutual Economic Assistance). I 1982 undertegnet lederne av delegasjonene en generell avtale om multilateralt samarbeid i utvikling og organisering av produksjon av industrielle roboter, i forbindelse med hvilken Council of Chief Designers (SGC) ble opprettet. I begynnelsen av 1983 signerte CMEA-medlemmene en avtale om multilateral spesialisering og samarbeid i produksjon av industriroboter og manipulatorer for ulike formål, og i desember 1985 vedtok den 41. (ekstraordinære) CMEA-sesjonen det omfattende programmet for vitenskapelig og teknologisk fremgang. av CMEA-medlemslandene frem til 2000, hvor industriroboter og robotisering av produksjon er inkludert som et av prioriteringsområdene for integrert automatisering.

Med deltakelse av Sovjetunionen, Ungarn, Den tyske demokratiske republikken, Polen, Romania, Tsjekkoslovakia og andre land i den sosialistiske leiren, ble en ny industrirobot for elektrisk lysbuesveising "Interrobot-1" med suksess opprettet i disse årene. Med spesialister fra Bulgaria grunnla forskere fra USSR til og med produksjonsforeningen "Red Proletarian - Beroe", som var utstyrt med moderne roboter med elektromekaniske stasjoner i RB-240-serien. De var beregnet på hjelpeoperasjoner: lasting og lossing av deler på metallskjæremaskiner, bytte av arbeidsverktøy, transport og palletering av deler, etc.

Oppsummert kan vi si at på begynnelsen av 90-tallet ble det produsert rundt 100 000 enheter industriroboter i Sovjetunionen, som erstattet mer enn en million arbeidere, men de løslatte ansatte fant fortsatt arbeid. I USSR ble mer enn 200 modeller av roboter utviklet og produsert. Ved utgangen av 1989 var over 600 bedrifter og mer enn 150 forskningsinstitutter og designbyråer en del av USSR Ministry of Instrument. Det totale antallet ansatte i bransjen passerte én million.

Sovjetiske ingeniører planla å introdusere bruken av roboter i nesten alle områder av industrien: maskinteknikk, landbruk, konstruksjon, metallurgi, gruvedrift, lett og matindustri, men dette var ikke bestemt til å gå i oppfyllelse.

Med ødeleggelsen av Sovjetunionen stoppet det planlagte arbeidet med utvikling av robotikk på statlig nivå, og serieproduksjonen av roboter opphørte. Selv de robotene som allerede ble brukt i industrien har forsvunnet: produksjonsmidlene ble privatisert, så ble fabrikkene fullstendig ødelagt, og det unike dyre utstyret ble ødelagt eller solgt for skrot. Kapitalismen har kommet.