Powstawanie i rozwój radzieckiej robotyki

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Dobry artykuł przeglądowy na temat tworzenia i rozwoju sowieckiej robotyki.

Robotyzacja w ZSRR

W XX wieku ZSRR był właściwie jednym ze światowych liderów robotyki. Wbrew wszelkim twierdzeniom burżuazyjnych propagandystów i polityków, Związek Radziecki w ciągu kilku dziesięcioleci był w stanie przekształcić się z kraju z ludem, który nie potrafił czytać i pisać, w zaawansowaną potęgę kosmiczną.

Rozważmy niektóre - ale nie wszystkie - przykłady powstawania i rozwoju rozwiązań robotycznych.

W latach 30. XX wieku jeden z sowieckich uczniów, Wadim Matskevich, stworzył robota, który mógł poruszać się prawą ręką. Stworzenie robota trwało 2 lata, cały ten czas chłopiec spędził w warsztatach tokarskich Nowoczerkaskiego Instytutu Politechnicznego. Już w wieku 12 lat Vadim wyróżniał się swoją pomysłowością. Stworzył sterowany radiowo mały samochód pancerny, który odpalał fajerwerki.

Również w tych latach pojawiły się automatyczne linie do obróbki części łożysk, a następnie, pod koniec lat 40-tych, po raz pierwszy na świecie powstała kompleksowa produkcja tłoków do silników ciągników. Wszystkie procesy zostały zautomatyzowane: od załadunku surowców po pakowanie produktów.

Pod koniec lat 40. radziecki naukowiec Siergiej Lebiediew zakończył rozwój pierwszego w Związku Radzieckim elektronicznego komputera cyfrowego MESM, który pojawił się w 1950 roku. Ten komputer stał się najszybszy w Europie. Rok później Związek Radziecki wydał rozkaz na opracowanie systemów automatycznego sterowania sprzętem wojskowym i utworzenie Zakładu Robotyki Specjalnej i Mechatroniki.

W 1958 r. radzieccy naukowcy opracowali pierwszy na świecie półprzewodnikowy AVM (komputer analogowy) MN-10, który zdobył gości na wystawie w Nowym Jorku. Jednocześnie cybernetyczny naukowiec Wiktor Głuszkow wyraził ideę „mózgopodobnych” struktur komputerowych, które łączyłyby miliardy procesorów i ułatwiały fuzję pamięci danych.

Komputer analogowy MN-10

Pod koniec lat pięćdziesiątych radzieccy naukowcy po raz pierwszy mogli sfotografować drugą stronę księżyca. Dokonano tego za pomocą automatycznej stacji „Luna-3”. A 24 września 1970 r. Radziecki statek kosmiczny Luna-16 dostarczył próbki gleby z Księżyca na Ziemię. Powtórzono to następnie z aparatem Luna-20 w 1972 roku.

Jednym z najbardziej znaczących osiągnięć domowej robotyki i nauki było utworzenie biura projektowego imienia V. I. Aparat Ławoczkina „Lunochod-1”. To robot wykrywający drugą generację. Jest wyposażony w systemy czujników, wśród których głównym jest techniczny system wizyjny (STZ). Lunokhod-1 i Lunokhod-2, opracowane w latach 1970-1973, kontrolowane przez człowieka w trybie nadzoru, odbierały i przesyłały na Ziemię cenne informacje o powierzchni Księżyca. A w 1975 roku w ZSRR uruchomiono automatyczne stacje międzyplanetarne Wenera-9 i Wenera-10. Za pomocą repeaterów przekazywali informacje o powierzchni Wenus, lądując na niej.

Pierwszy na świecie łazik „Lunokhod-1”

W 1962 r. w Muzeum Politechnicznym pojawił się humanoidalny robot „REKS”, który prowadził wycieczki dla dzieci.

Od końca lat 60. rozpoczęło się masowe wprowadzanie pierwszych robotów domowych do przemysłu w Związku Radzieckim, rozwój podstaw naukowych i technicznych oraz organizacji związanych z robotyką. Eksploracja podwodnych przestrzeni przez roboty zaczęła się szybko rozwijać, udoskonalono rozwój militarny i kosmiczny.

Szczególnym osiągnięciem w tamtych latach było opracowanie bezzałogowego samolotu rozpoznawczego dalekiego zasięgu DBR-1, który mógł wykonywać misje w całej Europie Zachodniej i Środkowej. Również ten dron otrzymał oznaczenie I123K, jego seryjna produkcja trwa od 1964 roku.

DBR - 1

W 1966 roku naukowcy z Woroneża wynaleźli manipulator do układania blach w stosy.

Jak wspomniano powyżej, rozwój podwodnego świata dotrzymywał kroku innym przełomom technicznym. Tak więc w 1968 r. Instytut Oceanologii Akademii Nauk ZSRR wraz z Leningradzkim Instytutem Politechnicznym i innymi uniwersytetami stworzył jednego z pierwszych robotów do eksploracji podwodnego świata - sterowane komputerowo urządzenie „Manta” (typu „Ośmiornica”). Jego system sterowania i aparatura sensoryczna umożliwiały uchwycenie i podniesienie wskazanego przez operatora obiektu, przyniesienie go do „tele-oka” lub umieszczenie w bunkrze do badań, a także poszukiwanie obiektów w wzburzonej wodzie.

W 1969 w Centralnym Instytucie Badawczym Ministerstwa Przemysłu Obronnego pod kierownictwem B. N. Surnin zaczął tworzyć robota przemysłowego „Universal-50”. A w 1971 roku pojawiły się pierwsze prototypy robotów przemysłowych pierwszej generacji - roboty UM-1 (stworzone pod kierownictwem PNBelyanin i B. Sh. Rozin) i UPK-1 (pod kierownictwem VI Aksenov), wyposażone w systemy oprogramowania sterującego i przeznaczone do wykonywania operacji obróbki skrawaniem, tłoczenia na zimno, galwanizacji.

Automatyzacja w tamtych latach osiągnęła nawet punkt, w którym w jednym z atelier wprowadzono zautomatyzowaną krajarkę. Został zaprogramowany na wzór mierzący wielkość sylwetki klienta aż do rozkroju tkaniny.

Na początku lat 70-tych wiele fabryk przeszło na linie zautomatyzowane. Na przykład fabryka zegarków Petrodvorets „Raketa” zrezygnowała z ręcznego montażu zegarków mechanicznych i przeszła na linie zrobotyzowane wykonujące te operacje. W ten sposób ponad 300 pracowników zostało uwolnionych od żmudnej pracy i sześciokrotnie zwiększyło wydajność pracy. Jakość produktów poprawiła się, a liczba odrzutów dramatycznie spadła. Za zaawansowaną i racjonalną produkcję zakład otrzymał w 1971 roku Order Czerwonego Sztandaru Pracy.

Fabryka zegarków Petrodvorets "Raketa"

W 1973 roku w OKB TC w Leningradzkim Instytucie Politechnicznym zostały zmontowane i wprowadzone do produkcji pierwsze w ZSRR mobilne roboty przemysłowe MP-1 i „Sprut”, a rok później odbyły się nawet pierwsze mistrzostwa świata w szachach komputerowych, gdzie zwycięzcą został sowiecki program „Kaissa”.

W tym samym 1974 r. Rada Ministrów ZSRR w dekrecie rządowym z 22 lipca 1974 r. „W sprawie środków organizacji produkcji automatycznych programowanych manipulatorów dla inżynierii mechanicznej” wskazała: wyznaczenie OKB TK jako głównej organizacji rozwoju robotów przemysłowych dla inżynierii mechanicznej. Zgodnie z dekretem Państwowego Komitetu Nauki i Technologii ZSRR powstało pierwsze 30 seryjnych robotów przemysłowych do obsługi różnych gałęzi przemysłu: do spawania, do serwisowania pras i obrabiarek itp. W Leningradzie rozpoczął się rozwój systemów nawigacji magnetycznej Kedr, Invariant i Skat dla statków kosmicznych, łodzi podwodnych i samolotów.

Wprowadzenie różnych systemów obliczeniowych nie ustało. Tak więc w 1977 r. V. Burtsev stworzył pierwszy symetryczny wieloprocesorowy kompleks komputerowy (MCC) „Elbrus-1”. Do badań międzyplanetarnych radzieccy naukowcy stworzyli integralnego robota „Centaur” kontrolowanego przez kompleks M-6000. Nawigacja tego kompleksu obliczeniowego składała się z żyroskopu i systemu zliczeniowego z licznikiem kilometrów, była również wyposażona w dalmierz laserowy skanujący oraz czujnik dotykowy, który umożliwiał uzyskanie informacji o środowisku.

Do najlepszych próbek stworzonych do końca lat 70. należą roboty przemysłowe, takie jak „Universal”, PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 i szereg innych modeli.

W 1978 r. ZSRR opublikował katalog „Roboty przemysłowe” (M.: Min-Stankoprom ZSRR; Ministerstwo Szkolnictwa Wyższego RSFSR; NIIMash; Biuro Projektowe Cybernetyki Technicznej w Leningradzkim Instytucie Politechnicznym, 109 s.), który przedstawił charakterystykę techniczną 52 modeli robotów przemysłowych oraz dwóch manipulatorów ze sterowaniem ręcznym.

Od 1969 do 1979 roku liczba kompleksowo zmechanizowanych i zautomatyzowanych warsztatów i przemysłu wzrosła z 22, 4 do 83,5 tys., a przedsiębiorstw zmechanizowanych - z 1, 9 do 6, 1 tys.

W 1979 roku w ZSRR rozpoczęto produkcję wysokowydajnych wieloprocesorowych UVK o rekonfigurowalnej strukturze PS 2000, co umożliwiło rozwiązanie wielu problemów matematycznych i innych. Opracowano technologię do zrównoleglania zadań, która pozwoliła na rozwój idei systemu sztucznej inteligencji. W Instytucie Cybernetyki pod kierownictwem N. Amosova powstał legendarny robot „Kid”, który był kontrolowany przez uczącą się sieć neuronową. Taki system, za pomocą którego przeprowadzono szereg istotnych badań z zakresu sieci neuronowych, ujawnił przewagę w zarządzaniu tymi ostatnimi nad tradycyjnymi algorytmicznymi. W tym samym czasie Związek Radziecki opracował rewolucyjny model komputera drugiej generacji - BESM-6, w którym po raz pierwszy pojawił się prototyp nowoczesnej pamięci podręcznej.

BSM-6

Również w 1979 roku na Moskiewskim Państwowym Uniwersytecie Technicznym. N. E. Bauman na zlecenie KGB opracowano urządzenie do unieszkodliwiania materiałów wybuchowych - ultralekki robot mobilny MRK-01 (charakterystykę robota można zobaczyć pod linkiem).

Do 1980 roku do produkcji seryjnej weszło około 40 nowych modeli robotów przemysłowych. Ponadto, zgodnie z programem Państwowej Normy ZSRR, rozpoczęto prace nad standaryzacją i unifikacją tych robotów, aw 1980 roku pojawił się pierwszy pneumatyczny robot przemysłowy ze sterowaniem pozycyjnym, wyposażony w wizję techniczną MP-8. Został opracowany przez OKB TC Leningradzkiego Instytutu Politechnicznego, gdzie utworzono Centralny Instytut Badawczo-Rozwojowy Robotyki i Cybernetyki Technicznej (TsNII RTK). Naukowcy zajęli się również kwestiami tworzenia czujących robotów.

Ogólnie rzecz biorąc, w 1980 r. liczba robotów przemysłowych w ZSRR przekroczyła 6 000 sztuk, co stanowiło ponad 20% całkowitej liczby na świecie.

W październiku 1982 roku ZSRR został organizatorem międzynarodowej wystawy Roboty Przemysłowe-82. W tym samym roku ukazał się katalog „Roboty przemysłowe i manipulatory ze sterowaniem ręcznym” (Moskwa: NIIMash ZSRR Ministerstwo Przemysłu Maszynowo-Narzędziowego, 100 s.), który dostarczał danych o robotach przemysłowych produkowanych nie tylko w ZSRR (67 modeli).), ale także w Bułgarii, na Węgrzech, w NRD, Polsce, Rumunii i Czechosłowacji.

W 1983 roku ZSRR przyjął unikalny kompleks P-700 „Granit” opracowany specjalnie dla marynarki wojennej, opracowany przez NPO Mashinostroyenia (OKB-52), w którym pociski mogły niezależnie ustawiać się w szyku bojowym i rozprowadzać cele podczas lotu między sobą.

W 1984 roku opracowano systemy ratowania informacji z rozbitych samolotów oraz wyznaczania miejsc katastrofy „Klon”, „Marker” i „Call”.

W Instytucie Cybernetyki na zlecenie Ministerstwa Obrony ZSRR powstał w tych latach autonomiczny robot „MAVR”, który mógł swobodnie kierować się w stronę celu po nierównym, trudnym terenie. „MAVR” posiadał wysoką zdolność przełajową i niezawodny system ochrony. Również w tych latach zaprojektowano i wdrożono pierwszego robota przeciwpożarowego.

W maju 1984 r. rząd wydał dekret „O przyspieszeniu prac nad automatyzacją produkcji maszynowej w oparciu o zaawansowane procesy technologiczne i elastyczne zespoły nastawne”, który dał nowy skok w robotyzacji w ZSRR. Odpowiedzialność za realizację polityki w zakresie tworzenia, wprowadzania i utrzymania elastycznej zautomatyzowanej produkcji przypisano Ministerstwu Przemysłu Maszynowego ZSRR. Większość prac została wykonana w przedsiębiorstwach budowy maszyn i obróbki metali.

W 1984 r. istniało już ponad 75 zautomatyzowanych warsztatów i sekcji wyposażonych w roboty, proces zintegrowanego wdrażania robotów przemysłowych w ramach linii technologicznych oraz elastycznych zautomatyzowanych zakładów produkcyjnych, które znalazły zastosowanie w przemyśle maszynowym, przyrządowym, radiowym i elektronicznym zyskuje siłę.

W wielu przedsiębiorstwach Związku Radzieckiego uruchomiono elastyczne moduły produkcyjne (PMM), elastyczne zautomatyzowane linie (GAL), sekcje (GAU) i warsztaty (GAC) ze zautomatyzowanymi systemami transportu i magazynowania (ATSS). Na początku 1986 roku liczba takich systemów wynosiła ponad 80, obejmowały one autosterowanie, wymianę narzędzi i usuwanie wiórów, dzięki czemu czas cyklu produkcyjnego został skrócony 30-krotnie, oszczędność powierzchni produkcyjnej wzrosła o 30-40 %.

Elastyczne moduły produkcyjne

W 1985 roku TsNII RTK rozpoczęło opracowywanie systemu robotów pokładowych dla ISS „Buran”, wyposażonych w dwa manipulatory o długości 15 m, systemy oświetleniowe, telewizyjne i telemetryczne. Do głównych zadań systemu należało wykonywanie operacji z ładunkiem wielotonowym: rozładunek, dokowanie ze stacją orbitalną. A w 1988 roku uruchomiono ISS Energia-Buran. Autorami projektu byli W. P. Głuszko i inni radzieccy naukowcy. ISS Energia-Buran stał się najważniejszym i najbardziej zaawansowanym projektem lat 80. w ZSRR.

ISS „Energia-Buran”

W latach 1981-1985. w ZSRR nastąpił pewien spadek produkcji robotów z powodu światowego kryzysu w stosunkach między krajami, ale na początku 1986 roku w przedsiębiorstwach Ministerstwa Instrumentów ZSRR funkcjonowało już ponad 20 000 robotów przemysłowych.

Do końca 1985 r. liczba robotów przemysłowych w ZSRR zbliżyła się do 40 000, co stanowiło około 40% wszystkich robotów na świecie. Dla porównania: w USA liczba ta była kilkukrotnie mniejsza. Roboty zostały szeroko wprowadzone do gospodarki i przemysłu.

Po tragicznych wydarzeniach w elektrowni jądrowej w Czarnobylu Moskiewski Państwowy Uniwersytet Techniczny im Bauman, radzieccy inżynierowie V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin szybko i skutecznie opracowali roboty mobilne, które pomogły przeprowadzić niezbędne badania i pracę po katastrofie w obszarach niebezpiecznych - MRK i Mobot-ChKhV. Wiadomo, że w tym czasie używano urządzeń zrobotyzowanych zarówno w postaci buldożerów sterowanych radiowo, jak i specjalnych robotów do dezynfekcji otoczenia, dachu i budynku pogotowia elektrowni jądrowej.

Mobot-CHHV (robot mobilny, Czarnobyl, dla oddziałów chemicznych)

Do 1985 r. ZSRR opracował standardy Gos dla robotów przemysłowych i manipulatorów: standardy takie jak GOST 12.2.072-82 „Roboty przemysłowe. Zrobotyzowane kompleksy technologiczne i sekcje. Ogólne wymagania bezpieczeństwa”, GOST 25686-85” Manipulatory, autooperatory i roboty przemysłowe. Terminy i definicje "i GOST 26053-84" Roboty przemysłowe. Zasady odbioru. Metody testowe ".

Pod koniec lat 80. zadanie robotyzacji gospodarki narodowej nabrało ogromnego znaczenia: przemysł wydobywczy, hutniczy, chemiczny, lekki i spożywczy, rolnictwo, transport i budownictwo. Technologia wytwarzania instrumentów była szeroko rozwinięta, która przeszła do bazy mikroelektronicznej.

W późnych latach sowieckich robot mógł zastąpić od jednej do trzech osób w produkcji, w zależności od zmiany, zwiększył wydajność pracy o około 20-40% i zastąpił głównie pracowników o niskich kwalifikacjach. Wyzwaniem dla radzieckich naukowców i deweloperów było obniżenie kosztów robota, ponieważ to bardzo ograniczało wszechobecną robotykę.

W ZSRR w rozwój podstaw teoretycznych robotyki, rozwój myśli naukowo-technicznej, tworzenie i badania robotów i systemów robotycznych w tamtych latach zaangażowanych było szereg zespołów naukowo-produkcyjnych: MSTU im. N. E. Bauman, Instytut Inżynierii Mechanicznej. AA Blagonravova, Centralny Instytut Badawczo-Rozwojowy Robotyki i Cybernetyki Technicznej (TsNII RTK) Instytutu Politechnicznego w Petersburgu, Instytut Spawania Elektrycznego im. E. O. Paton (Ukraina), Instytut Matematyki Stosowanej, Instytut Problemów Kontroli, Instytut Techniki Mechanicznej (St. Rostów), Instytut Badawczy Eksperymentalnych Obrabiarek Metalowych, Instytut Konstrukcyjno-Technologiczny Inżynierii Ciężkiej, Orgstankoprom itp.

Członkowie korespondenci I. M. Makarow, DE Okhotsimsky, a także znani naukowcy i specjaliści M. B. Ignatiew, D. A. Pospelov, A. B. Kobryński, G. N. Rapoport, p.n.e. Gurfinkel, NA Lakota, Yu. G. Kozyrew, W. S. Kuleszow, FM Kułakow, p.n.e. Jastrebow, E. G. Nahapetyan, A. V. Timofiejew, p.n.e. Rybak, MS Woroszyłow, A. K. Płatonow, G. P. Katys, A. P. Bessonow, AM Pokrovsky, B. G. Avetikov, A. I. Korendiasev i inni.

Młodzi specjaliści byli szkoleni poprzez system kształcenia uniwersyteckiego, specjalnego kształcenia średniego i zawodowego oraz poprzez system przekwalifikowania i zaawansowanego szkolenia pracowników.

Szkolenie personelu w głównej specjalności robotycznej „Systemy i kompleksy robotyczne” odbywało się w tym czasie na wielu wiodących uczelniach w kraju (MSTU, SPPI, Kijów, Czelabińsk, Krasnojarsk Polytechnic Institute itp.).

Przez wiele lat rozwój robotyki w ZSRR i krajach Europy Wschodniej odbywał się w ramach współpracy krajów członkowskich RWPG (Rada Wzajemnej Pomocy Gospodarczej). W 1982 r. szefowie delegacji podpisali Umowę Generalną o Wielostronnej Współpracy w zakresie Rozwoju i Organizacji Produkcji Robotów Przemysłowych, w związku z którą została utworzona Rada Głównych Projektantów (SGC). Na początku 1983 r. członkowie RWPG podpisali Porozumienie o wielostronnej specjalizacji i współpracy w produkcji robotów przemysłowych i manipulatorów różnego przeznaczenia, a w grudniu 1985 r. 41. (nadzwyczajna) sesja RWPG przyjęła Kompleksowy Program Postępu Naukowo-Technologicznego krajów członkowskich RWPG do 2000 r., w których roboty przemysłowe i robotyzacja produkcji zostały włączone jako jeden z priorytetowych obszarów zintegrowanej automatyzacji.

Przy udziale ZSRR, Węgier, NRD, Polski, Rumunii, Czechosłowacji i innych krajów obozu socjalistycznego z powodzeniem powstał w tamtych latach nowy robot przemysłowy do spawania łukiem elektrycznym „Interrobot-1”. Wraz ze specjalistami z Bułgarii naukowcy z ZSRR założyli nawet stowarzyszenie produkcyjne „Red Proletarian - Beroe”, które zostało wyposażone w nowoczesne roboty z napędami elektromechanicznymi serii RB-240. Przeznaczone były do operacji pomocniczych: załadunku i rozładunku części na maszynach do cięcia metalu, wymiany narzędzi roboczych, transportu i paletyzacji części itp.

Podsumowując, można powiedzieć, że na początku lat 90. w Związku Radzieckim wyprodukowano około 100 000 sztuk robotów przemysłowych, które zastąpiły ponad milion pracowników, ale zwolnieni pracownicy nadal znajdowali pracę. W ZSRR opracowano i wyprodukowano ponad 200 modeli robotów. Do końca 1989 roku ponad 600 przedsiębiorstw i ponad 150 instytutów badawczych i biur projektowych wchodziło w skład Ministerstwa Instrumentów ZSRR. Łączna liczba pracowników w branży przekroczyła milion.

Inżynierowie radzieccy planowali wprowadzić zastosowanie robotów w prawie wszystkich dziedzinach przemysłu: inżynierii mechanicznej, rolnictwie, budownictwie, hutnictwie, górnictwie, przemyśle lekkim i spożywczym, ale nie miało to się spełnić.

Wraz ze zniszczeniem ZSRR planowane prace nad rozwojem robotyki na szczeblu państwowym ustały, a seryjna produkcja robotów ustała. Zniknęły nawet te roboty, które były już używane w przemyśle: środki produkcji zostały sprywatyzowane, potem fabryki zostały całkowicie zrujnowane, a unikalny, drogi sprzęt zniszczony lub sprzedany na złom. Nadszedł kapitalizm.