היווצרות ופיתוח של רובוטיקה סובייטית

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

מאמר סקירה טוב על היווצרות ופיתוח הרובוטיקה הסובייטית.

רובוטיזציה בברית המועצות

במאה העשרים, ברית המועצות הייתה למעשה אחת המובילות בעולם ברובוטיקה. בניגוד לכל הקביעות של תעמולה ופוליטיקאים בורגניים, ברית המועצות הצליחה בכמה עשורים להפוך ממדינה עם עם שלא ידע לקרוא ולכתוב למעצמת חלל מתקדמת.

בואו ניקח בחשבון כמה דוגמאות - אך לא את כולן - להיווצרות ופיתוח של פתרונות רובוטיים.

בשנות ה-30 יצר אחד מתלמידי בית הספר הסובייטים, ואדים מאצקביץ', רובוט שיכול לנוע בידו הימנית. יצירת הרובוט נמשכה שנתיים, כל הזמן הזה בילה הילד בסדנאות הפיכה של המכון הפוליטכני נובוצ'רקסק. בגיל 12, ואדים כבר היה מובחן בכושר ההמצאה שלו. הוא יצר מכונית משוריינת קטנה בשליטת רדיו ששיגרה זיקוקים.

גם בשנים אלו הופיעו קווים אוטומטיים לעיבוד חלקי מיסבים, ולאחר מכן, בסוף שנות ה-40, נוצר לראשונה בעולם ייצור מורכב של בוכנות למנועי טרקטור. כל התהליכים היו אוטומטיים: מהעמסת חומרי גלם ועד מוצרי אריזה.

בסוף שנות ה-40 השלים המדען הסובייטי סרגיי לבדב את הפיתוח של המחשב הדיגיטלי האלקטרוני MESM הראשון בברית המועצות, שהופיע ב-1950. המחשב הזה הפך למהיר ביותר באירופה. שנה לאחר מכן הוציאה ברית המועצות צו על פיתוח מערכות בקרה אוטומטיות לציוד צבאי והקמת המחלקה לרובוטיקה ומכטרוניקה מיוחדת.

בשנת 1958, מדענים סובייטים פיתחו את AVM המוליך למחצה (מחשב אנלוגי) הראשון בעולם MN-10, שזכה באורחי התערוכה בניו יורק. במקביל, מדען הקיברנטי ויקטור גלושקוב הביע את הרעיון של מבני מחשב "דמוי מוח" שיחברו מיליארדי מעבדים ויקלו על היתוך זיכרון נתונים.

מחשב אנלוגי MN-10

בסוף שנות ה-50 הצליחו מדענים סובייטים לצלם את הצד הרחוק של הירח בפעם הראשונה. זה נעשה באמצעות התחנה האוטומטית "לונה-3". וב-24 בספטמבר 1970, החללית הסובייטית לונה-16 סיפקה דגימות קרקע מהירח לכדור הארץ. זה חזר על עצמו עם מכשיר לונה-20 ב-1972.

אחד ההישגים הבולטים של הרובוטיקה והמדע הביתי היה הקמת לשכת העיצוב על שם V. I. מנגנון Lavochkin "Lunokhod-1". זהו רובוט חישה דור שני. הוא מצויד במערכות חיישנים, שביניהן העיקרית היא מערכת הראייה הטכנית (STZ). Lunokhod-1 ו- Lunokhod-2, שפותחו בשנים 1970-1973, בשליטת מפעיל אנושי במצב פיקוח, קיבלו והעבירו מידע רב ערך על פני הירח לכדור הארץ. ובשנת 1975 שוגרו בברית המועצות התחנות הבין-כוכביות האוטומטיות Venera-9 ו- Venera-10. בעזרת משחזרים, הם העבירו מידע על פני השטח של נוגה, ונחתו עליו.

הרובר הראשון בעולם "Lunokhod-1"

ב-1962 הופיע במוזיאון הפוליטכני רובוט דמוי אדם "REKS", שערך טיולים לילדים.

מאז סוף שנות ה-60 החלה בברית המועצות ההחדרה ההמונית של הרובוטים המקומיים הראשונים לתעשייה, פיתוח של קרנות וארגונים מדעיים וטכניים הקשורים לרובוטיקה. חקר החללים התת-מימיים על ידי רובוטים החל להתפתח במהירות, פיתוחים צבאיים וחללים שופרו.

הישג מיוחד באותן שנים היה פיתוחו של מטוס סיור בלתי מאויש ארוך טווח DBR-1, שיוכל לבצע משימות ברחבי מערב ומרכז אירופה. כמו כן, מזל ט זה קיבל את הכינוי I123K, הייצור הסדרתי שלו הוקם מאז 1964.

DBR - 1

בשנת 1966, מדענים וורונז' המציאו מניפולטור לערימת יריעות מתכת.

כפי שהוזכר לעיל, התפתחות העולם התת-ימי עמדה בקצב של פריצות דרך טכניות אחרות.אז, בשנת 1968, המכון לאוקיאנולוגיה של האקדמיה למדעים של ברית המועצות, יחד עם המכון הפוליטכני בלנינגרד ואוניברסיטאות אחרות, יצרו את אחד הרובוטים הראשונים לחקר העולם התת-ימי - מכשיר מבוקר מחשב "Manta" (מהסוג "תמנון"). מערכת הבקרה ומנגנון החישה שלו אפשרו ללכוד ולהרים חפץ שעליו הצביע המפעיל, להביאו ל"טל-עין" או להכניסו לבונקר לצורך מחקר, וכן לחפש חפצים במים סוערים.

בשנת 1969, במכון המחקר המרכזי של משרד התעשייה הביטחונית בהנהגת ב.נ. סורנין החלה ליצור רובוט תעשייתי "Universal-50". ובשנת 1971, הופיעו אבות הטיפוס הראשונים של רובוטים תעשייתיים מהדור הראשון - רובוטים UM-1 (נוצרו בהנהגת PNBelyanin ו-B. Sh. Rozin) ו-UPK-1 (בהנהגת VI Aksenov), מצוידים עם מערכות תוכנה שולטות ומתוכננות לביצוע פעולות עיבוד שבבי, הטבעה קרה, ציפוי אלקטרוני.

האוטומציה באותן שנים אף הגיעה למצב שבו הוצג חותך רובוטי באחד האטליירים. הוא תוכנת לתבנית, מדידת גודל דמות הלקוח עד לחיתוך הבד.

בתחילת שנות ה-70 עברו מפעלים רבים לקווים אוטומטיים. כך למשל, מפעל השעונים פטרודבורץ "רקטה" נטש את ההרכבה הידנית של שעונים מכניים ועבר לקווים רובוטיים המבצעים את הפעולות הללו. כך, יותר מ-300 עובדים שוחררו מעבודה מייגעת והגדילו את פריון העבודה פי 6. איכות המוצרים השתפרה ומספר הדחיות ירד באופן דרמטי. עבור ייצור מתקדם ורציונלי, זכה המפעל ב-1971 במסדר הדגל האדום של העבודה.

מפעל שעונים פטרודבורץ "רקטה"

בשנת 1973, הרובוטים התעשייתיים הניידים הראשונים בברית המועצות MP-1 ו"Sprut" הורכבו והוכנסו לייצור ב-OKB TC במכון הפוליטכני של לנינגרד, ושנה לאחר מכן הם אף ערכו את אליפות העולם הראשונה בשחמט בקרב מחשבים, שם הזוכה הייתה התוכנית הסובייטית "קאיסה".

באותה שנת 1974 ציינה מועצת השרים של ברית המועצות בצו ממשלתי מ-22 ביולי 1974 "על אמצעים לארגון ייצור מניפולטורים מתוכנתים אוטומטיים להנדסת מכונות": למנות את OKB TK כארגון העיקרי לפיתוח של רובוטים תעשייתיים להנדסת מכונות. בהתאם לצו של הוועדה הממלכתית של ברית המועצות למדע וטכנולוגיה, נוצרו 30 הרובוטים התעשייתיים הסדרתיים הראשונים לשירות תעשיות שונות: לריתוך, לשירותי מכבשים ומכונות וכו'. פיתוח מערכות הניווט המגנטיות Kedr, Invariant ו-Skat עבור חלליות, צוללות ומטוסים החל בלנינגרד.

הכנסת מערכות מחשוב שונות לא עמדה מלכת. אז, בשנת 1977 V. Burtsev יצר את קומפלקס המחשבים הרב-מעבדים הסימטריים הראשון (MCC) "Elbrus-1". למחקר בין-כוכבי, מדענים סובייטים יצרו רובוט אינטגרלי "קנטאור" שנשלט על ידי מתחם M-6000. הניווט של מתחם מחשוב זה כלל גירוסקופ ומערכת חישוב מתה עם מד מרחק; הוא היה מצויד גם במד מרחק סריקת לייזר וחיישן מישוש שאפשרו לקבל מידע על הסביבה.

הדוגמאות הטובות ביותר שנוצרו עד סוף שנות ה-70 כוללות רובוטים תעשייתיים כמו "Universal", PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 ועוד מספר דגמים.

בשנת 1978 פרסמה ברית המועצות קטלוג "רובוטים תעשייתיים" (M.: Min-Stankoprom מברית המועצות; משרד ההשכלה הגבוהה של ה-RSFSR; NIIMash; לשכת העיצוב של קיברנטיקה טכנית במכון הפוליטכני בלנינגרד, 109 עמ'), אשר הציג את המאפיינים הטכניים של 52 דגמים של רובוטים תעשייתיים ושני מניפולטורים עם שליטה ידנית.

משנת 1969 עד 1979 גדל מספר בתי המלאכה והתעשיות הממוכנים והאוטומטיים מ-22, 4 ל-83, 5 אלף, והמפעלים הממוכנים - מ-1, 9 ל-6, 1 אלף.

בשנת 1979, בברית המועצות, הם החלו לייצר UVKs רב-מעבדים בעלי ביצועים גבוהים עם מבנה PS 2000 שניתן להגדרה מחדש, מה שאיפשר לפתור בעיות מתמטיות ואחרות רבות. פותחה טכנולוגיה להקביל משימות, שאפשרה לפתח את הרעיון של מערכת בינה מלאכותית. במכון לקיברנטיקה, בהנהגתו של נ' עמוסוב, נוצר הרובוט האגדי "קיד", שנשלט על ידי רשת נוירונים לומדת. מערכת כזו, שבעזרתה בוצעו מספר מחקרים משמעותיים בתחום הרשתות העצביות, חשפה את היתרונות בניהולן של האחרונות על פני האלגוריתמיות המסורתיות. במקביל פיתחה ברית המועצות דגם מהפכני של מחשב הדור השני - BESM-6, שבו הופיע לראשונה אב הטיפוס של זיכרון המטמון המודרני.

BESM-6

כמו כן בשנת 1979 באוניברסיטה הטכנית הממלכתית של מוסקבה. N. E. Bauman, בפקודת ה-KGB פותח מכשיר לסילוק חפצי נפץ - רובוט נייד אולטרה-קל MRK-01 (ניתן לראות את מאפייני הרובוט בקישור).

עד 1980, כ-40 דגמים חדשים של רובוטים תעשייתיים נכנסו לייצור סדרתי. כמו כן, בהתאם לתוכנית של תקן מדינת ברית המועצות, החלה העבודה על תקינה ואיחוד רובוטים אלה, ובשנת 1980 הופיע הרובוט התעשייתי הפניאומטי הראשון עם בקרת מיקום, מצויד בראייה טכנית MP-8. הוא פותח על ידי OKB TC של המכון הפוליטכני בלנינגרד, שם נוצר המכון המרכזי למחקר ופיתוח לרובוטיקה וקיברנטיקה טכנית (TsNII RTK). כמו כן, מדענים טיפלו בסוגיות של יצירת רובוטים בעלי חיים.

באופן כללי, בשנת 1980 מספר הרובוטים התעשייתיים בברית המועצות עלה על 6,000 חלקים, שהם יותר מ-20% מהמספר הכולל בעולם.

באוקטובר 1982 הפכה ברית המועצות למארגנת התערוכה הבינלאומית Industrial Robots-82. באותה שנה פורסם קטלוג "רובוטים תעשייתיים ומניפולטורים עם שליטה ידנית" (מוסקווה: NIIMash USSR Ministry of Machine-Tool Industry, 100 עמ'), שסיפק נתונים על רובוטים תעשייתיים שיוצרו לא רק בברית המועצות (67 דגמים), אבל גם בבולגריה, הונגריה, מזרח גרמניה, פולין, רומניה וצ'כוסלובקיה.

בשנת 1983 אימצה ברית המועצות קומפלקס ייחודי מסוג P-700 "גרניט" שפותח במיוחד עבור הצי, שפותח על ידי NPO Mashinostroyenia (OKB-52), שבו טילים יכלו להתייצב באופן עצמאי במערך קרב ולהפיץ מטרות במהלך הטיסה בינם לבין עצמם.

בשנת 1984 פותחו מערכות לחילוץ מידע מכלי טיס שהתרסקו וציון אתרי ההתרסקות "מייפל", "מרקר" ו"קריאה".

במכון לקיברנטיקה, בהוראת משרד ההגנה של ברית המועצות, נוצר בשנים אלו רובוט אוטונומי "MAVR", שיוכל ללכת בחופשיות לעבר המטרה דרך שטח טרשי וקשה. "MAVR" היה בעל יכולת חוצה ארץ גבוהה ומערכת הגנה אמינה. גם בשנים אלו תוכנן ויושם רובוט האש הראשון.

במאי 1984 פרסמה הממשלה צו "על האצת העבודה על אוטומציה של ייצור בניית מכונות על בסיס תהליכים טכנולוגיים מתקדמים ומתחמים גמישים הניתנים להתאמה מחדש", אשר נתן קפיצת מדרגה חדשה ברובוטיזציה בברית המועצות. האחריות ליישום המדיניות בתחום היצירה, הקדמה והתחזוקה של ייצור אוטומטי גמיש הוטלה על משרד ברית המועצות לתעשיית המכונות. רוב העבודות בוצעו במפעלי הנדסת מכונות ועיבוד מתכת.

בשנת 1984 היו כבר יותר מ-75 בתי מלאכה וחלקים אוטומטיים המצוידים ברובוטים, תהליך הטמעה משולב של רובוטים תעשייתיים כחלק מקווים טכנולוגיים ומתקני ייצור אוטומטיים גמישים ששימשו בתעשיות הנדסת מכונות, ייצור מכשירים, רדיו ואלקטרוניקה. צובר כוח.

במפעלים רבים של ברית המועצות, הופעלו מודולי ייצור גמישים (PMM), קווים אוטומטיים גמישים (GAL), מקטעים (GAU) ובתי מלאכה (GAC) עם מערכות הובלה ואחסון אוטומטיות (ATSS). בתחילת 1986, מספר המערכות הללו מנה יותר מ-80, הן כללו בקרה אוטומטית, החלפת כלים והסרת שבבים, עקב כך הופחת זמן מחזור הייצור פי 30, החיסכון בשטח הייצור גדל ב-30-40 %.

מודולי ייצור גמישים

בשנת 1985, TsNII RTK החלה לפתח מערכת רובוטים מובנית עבור ה-ISS "בורן", המצוידת בשני מניפולטורים באורך 15 מ', מערכות תאורה, טלוויזיה וטלמטריה. המשימות העיקריות של המערכת היו ביצוע פעולות עם מטען רב טון: פריקה, עגינה עם תחנת המסלול. ובשנת 1988 הושקה ה- ISS Energia-Buran. מחברי הפרויקט היו V. P. Glushko ומדענים סובייטים אחרים. ה-ISS Energia-Buran הפך לפרויקט המשמעותי והמתקדם ביותר של שנות ה-80 בברית המועצות.

ISS "Energia-Buran"

בשנים 1981-1985. בברית המועצות חלה ירידה מסוימת בייצור הרובוטים עקב המשבר העולמי ביחסים בין המדינות, אך בתחילת 1986 כבר פעלו יותר מ-20,000 רובוטים תעשייתיים במפעלי משרד הכלים של ברית המועצות.

עד סוף 1985 התקרב מספר הרובוטים התעשייתיים בברית המועצות ל-40,000, שהיוו כ-40% מכלל הרובוטים בעולם. לשם השוואה: בארה ב המספר הזה היה קטן פי כמה. רובוטים הוכנסו באופן נרחב לכלכלה ולתעשייה.

לאחר האירועים הטרגיים בתחנת הכוח הגרעינית בצ'רנוביל, האוניברסיטה הטכנית הממלכתית של מוסקבה על שם באומן, המהנדסים הסובייטים V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin פיתחו במהירות ובהצלחה רובוטים ניידים שסייעו בביצוע המחקר והעבודה הדרושים לאחר האסון באזורים מסוכנים - MRK ו-Mobot-ChKhV. ידוע שבאותה תקופה נעשה שימוש במכשירים רובוטיים הן בצורת דחפורים נשלטי רדיו והן רובוטים מיוחדים לחיטוי הסביבה, הגג ובניית יחידת החירום של תחנת הכוח הגרעינית.

Mobot-CHHV (רובוט נייד, צ'רנוביל, עבור כוחות כימיים)

עד 1985, ברית המועצות פיתחה תקני Gosstandards עבור רובוטים תעשייתיים ומניפולטורים: תקנים כגון GOST 12.2.072-82 "רובוטים תעשייתיים. מתחמים וחתכים טכנולוגיים רובוטיים. דרישות בטיחות כלליות ", GOST 25686-85" מניפולטורים, מפעילים אוטומטיים ורובוטים תעשייתיים. מונחים והגדרות "ו-GOST 26053-84" רובוטים תעשייתיים. כללי קבלה. שיטות בדיקה".

עד סוף שנות ה-80, משימת הרובוטיזציה של הכלכלה הלאומית קיבלה דחיפות רבה: כרייה, מתכות, כימיקלים, תעשיות קלות ומזון, חקלאות, תחבורה ובנייה. הטכנולוגיה של ייצור מכשירים פותחה בצורה נרחבת, שעברה לבסיס המיקרואלקטרוני.

בשלהי השנים הסובייטיות, רובוט יכול היה להחליף בין אדם אחד לשלושה בייצור, בהתאם למשמרת, העלה את פריון העבודה בכ-20-40% והחליף בעיקר עובדים בעלי כישורים נמוכים. האתגר של המדענים והמפתחים הסובייטים היה להוזיל את עלות הרובוט, מכיוון שהדבר הגביל מאוד רובוטיקה בכל מקום.

בברית המועצות, מספר צוותי מדע וייצור היו מעורבים בפיתוח היסודות התיאורטיים של הרובוטיקה, פיתוח רעיונות מדעיים וטכניים, יצירה ומחקר של רובוטים ומערכות רובוטיות באותן שנים: MSTU im. נ.ע. באומן, המכון להנדסת מכונות. א.א. Blagonravova, המכון המרכזי למחקר ופיתוח לרובוטיקה וקיברנטיקה טכנית (TsNII RTK) של המכון הפוליטכני של סנט פטרבורג, המכון לריתוך חשמלי על שם E. O. פאטון (אוקראינה), המכון למתמטיקה שימושית, המכון לבעיות בקרה, מכון המחקר לטכנולוגיה של הנדסת מכונות (St.רוסטוב), מכון מחקר ניסיוני לכלי מכונות חיתוך מתכת, מכון עיצוב וטכנולוגי להנדסה כבדה, אורגסטנקופרום וכו'.

חברים מקבילים I. M. מקרוב, ד.ע. Okhotsimsky, כמו גם מדענים ומומחים מפורסמים M. B. איגנטייב, ד.א. פוספלוב, א.ב. קוברינסקי, ג.נ. רפופורט, ב.סי. גורפינקל, נ.א. לאקוטה, יו.ג. Kozyrev, V. S. קולשוב, פ.מ. Kulakov, B. C. יאסטרבוב, א.ג. נחפטיאן, א.ו. Timofeev, B. C. ריבק, מ.ס. וורושילוב, א.ק. פלטונוב, ג.פ. Katys, A. P. בסונוב, א.מ. פוקרובסקי, ב.ג. אווטיקוב, א.י. קורנדיאסב ואחרים.

מומחים צעירים הוכשרו באמצעות מערכת ההכשרה האוניברסיטאית, החינוך התיכוני והמקצועי המיוחד ובאמצעות מערכת הסבה והכשרה מתקדמת של עובדים.

הכשרת כוח אדם בהתמחות הרובוטית העיקרית "מערכות ומתחמים רובוטיים" בוצעה באותה תקופה במספר אוניברסיטאות מובילות בארץ (MSTU, SPPI, קייב, צ'ליאבינסק, מכונים פוליטכניים קרסנויארסק ועוד).

במשך שנים רבות בוצע פיתוח הרובוטיקה בברית המועצות ובמדינות מזרח אירופה במסגרת שיתוף הפעולה בין המדינות החברות ב-CMEA (המועצה לסיוע כלכלי הדדי). ב-1982 חתמו ראשי המשלחות על הסכם כללי לשיתוף פעולה רב-צדדי בפיתוח וארגון ייצור רובוטים תעשייתיים, שבקשר אליו הוקמה מועצת המעצבים הראשיים (SGC). בתחילת 1983 חתמו חברי CMEA על הסכם על התמחות ושיתוף פעולה רב-צדדי בייצור רובוטים תעשייתיים ומניפולטורים למטרות שונות, ובדצמבר 1985, מושב CMEA ה-41 (יוצא דופן) אימץ את התוכנית המקיפה להתקדמות מדעית וטכנולוגית של המדינות החברות ב-CMEA עד שנת 2000, בהן רובוטים תעשייתיים ורובוטיזציה של ייצור כלולים כאחד מתחומי העדיפות לאוטומציה משולבת.

בהשתתפות ברית המועצות, הונגריה, הרפובליקה הדמוקרטית הגרמנית, פולין, רומניה, צ'כוסלובקיה ומדינות אחרות במחנה הסוציאליסטי, נוצר בהצלחה רובוט תעשייתי חדש לריתוך קשת חשמלי "Interrobot-1" באותן שנים. עם מומחים מבולגריה, מדענים מברית המועצות אפילו הקימו את איגוד הייצור "Red Proletarian - Beroe", שהיה מצויד ברובוטים מודרניים עם כוננים אלקטרומכניים מסדרת RB-240. הם נועדו לפעולות עזר: טעינה ופריקה של חלקים במכונות חיתוך מתכת, החלפת כלי עבודה, שינוע ופירוט חלקים וכו'.

לסיכום, ניתן לומר שעד תחילת שנות ה-90 יוצרו בברית המועצות כ-100,000 יחידות של רובוטים תעשייתיים, שהחליפו יותר ממיליון עובדים, אך העובדים המשוחררים עדיין מצאו עבודה. בברית המועצות פותחו ויוצרו יותר מ-200 דגמים של רובוטים. עד סוף 1989, למעלה מ-600 ארגונים ויותר מ-150 מכוני מחקר ולשכות עיצוב היו חלק ממשרד הכלים של ברית המועצות. מספר העובדים הכולל בענף עלה על מיליון.

מהנדסים סובייטים תכננו להכניס את השימוש ברובוטים כמעט בכל תחומי התעשייה: הנדסת מכונות, חקלאות, בנייה, מתכות, כרייה, תעשיות קלות ומזון, אבל זה לא נועד להתגשם.

עם הרס ברית המועצות, העבודה המתוכננת על פיתוח רובוטיקה ברמת המדינה הופסקה, והייצור הסדרתי של רובוטים הופסק. אפילו אותם רובוטים שכבר היו בשימוש בתעשייה נעלמו: אמצעי הייצור הופרטו, ואז נהרסו המפעלים כליל, והציוד היקר הייחודי הושמד או נמכר לגרוטאות. הקפיטליזם הגיע.