Formarea și dezvoltarea roboticii sovietice

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-16 16:15

Un bun articol de prezentare generală despre formarea și dezvoltarea roboticii sovietice.

Robotizarea în URSS

În secolul XX, URSS a fost de fapt unul dintre liderii mondiali în robotică. Contrar tuturor afirmațiilor propagandiștilor și politicienilor burghezi, Uniunea Sovietică a reușit în câteva decenii să se transforme dintr-o țară cu un popor care nu știa să scrie și să citească într-o putere spațială avansată.

Să luăm în considerare câteva - dar în niciun caz toate - exemple de formare și dezvoltare de soluții robotizate.

În anii 1930, unul dintre elevii sovietici, Vadim Matskevich, a creat un robot care se putea mișca cu mâna dreaptă. Crearea robotului a durat 2 ani, în tot acest timp băiatul a petrecut în atelierele de strunjire ale Institutului Politehnic Novocherkassk. La vârsta de 12 ani, Vadim se remarca deja prin ingeniozitatea sa. A creat o mașină blindată mică, controlată prin radio, care a lansat focuri de artificii.

Tot în acești ani au apărut linii automate de prelucrare a pieselor de rulmenți, iar apoi, la sfârșitul anilor 40, a fost creată pentru prima dată în lume o producție complexă de pistoane pentru motoarele de tractor. Toate procesele au fost automatizate: de la încărcarea materiilor prime până la ambalarea produselor.

La sfârșitul anilor 40, omul de știință sovietic Serghei Lebedev a finalizat dezvoltarea primului computer digital electronic MESM din Uniunea Sovietică, care a apărut în 1950. Acest computer a devenit cel mai rapid din Europa. Un an mai târziu, Uniunea Sovietică a emis un ordin privind dezvoltarea sistemelor de control automat pentru echipamentele militare și crearea Departamentului de Robotică Specială și Mecatronică.

În 1958, oamenii de știință sovietici au dezvoltat primul semiconductor AVM (calculator analogic) MN-10 din lume, care a câștigat oaspeții expoziției de la New York. În același timp, omul de știință cibernetic Viktor Glushkov a exprimat ideea unor structuri computerizate „asemănătoare creierului”, care ar conecta miliarde de procesoare și ar facilita fuziunea memoriei de date.

Calculator analogic MN-10

La sfârșitul anilor 1950, oamenii de știință sovietici au reușit să fotografieze pentru prima dată partea îndepărtată a lunii. Acest lucru a fost realizat folosind stația automată „Luna-3”. Și pe 24 septembrie 1970, nava spațială sovietică Luna-16 a livrat mostre de sol de pe Lună pe Pământ. Acest lucru a fost repetat apoi cu aparatul Luna-20 în 1972.

Una dintre cele mai notabile realizări ale roboticii și științei domestice a fost crearea biroului de proiectare numit după V. I. Aparatul Lavochkin "Lunokhod-1". Acesta este un robot detectat de a doua generație. Este echipat cu sisteme de senzori, printre care principalul este sistemul de viziune tehnică (STZ). Lunokhod-1 și Lunokhod-2, dezvoltate în 1970-1973, controlate de un operator uman în modul de supraveghere, au primit și transmis informații valoroase despre suprafața lunară către Pământ. Și în 1975 au fost lansate în URSS stațiile interplanetare automate Venera-9 și Venera-10. Cu ajutorul repetoarelor, ei au transmis informații despre suprafața lui Venus, aterzând pe ea.

Primul rover din lume „Lunokhod-1”

În 1962, un robot umanoid „REKS” a apărut la Muzeul Politehnic, care a organizat excursii pentru copii.

De la sfârșitul anilor 60, în Uniunea Sovietică a început introducerea în masă a primilor roboți domestici în industrie, dezvoltarea fundațiilor științifice și tehnice și a organizațiilor legate de robotică. Explorarea spațiilor subacvatice de către roboți a început să se dezvolte rapid, dezvoltările militare și spațiale au fost îmbunătățite.

O realizare deosebită în acei ani a fost dezvoltarea unei aeronave de recunoaștere fără pilot cu rază lungă de acțiune DBR-1, care ar putea îndeplini misiuni în toată Europa de Vest și Centrală. De asemenea, această dronă a primit denumirea I123K, producția sa în serie fiind stabilită din 1964.

DBR - 1

În 1966, oamenii de știință din Voronezh au inventat un manipulator pentru stivuirea foilor metalice.

După cum am menționat mai sus, dezvoltarea lumii subacvatice a ținut pasul cu alte descoperiri tehnice. Așadar, în 1968, Institutul de Oceanologie al Academiei de Științe a URSS, împreună cu Institutul Politehnic din Leningrad și alte universități, au creat unul dintre primii roboți pentru explorarea lumii subacvatice - un dispozitiv controlat de computer "Manta" (de tipul „Carcatiță”). Sistemul său de control și aparatul senzorial au făcut posibilă capturarea și ridicarea unui obiect indicat de către operator, aducerea acestuia la „ochiul televizat” sau introducerea într-un buncăr pentru studiu, precum și căutarea obiectelor în apă agitată.

În 1969, la Institutul Central de Cercetare al Ministerului Industriei Apărării sub conducerea lui B. N. Surnin a început să creeze un robot industrial „Universal-50”. Și în 1971, au apărut primele prototipuri de roboți industriali din prima generație - roboți UM-1 (creați sub conducerea lui PNBelyanin și B. Sh. Rozin) și UPK-1 (sub conducerea lui VI Aksenov), echipați cu sisteme software de control și proiectate pentru a efectua operațiuni de prelucrare, ștanțare la rece, galvanizare.

Automatizarea în acei ani a ajuns chiar și la punctul în care un cutter robot a fost introdus într-unul dintre ateliere. A fost programat pentru un model, măsurând dimensiunea figurii clientului până la tăierea țesăturii.

La începutul anilor '70, multe fabrici au trecut la linii automate. De exemplu, fabrica de ceasuri Petrodvorets „Raketa” a abandonat asamblarea manuală a ceasurilor mecanice și a trecut la liniile robotizate care efectuează aceste operațiuni. Astfel, peste 300 de muncitori au fost eliberați de munca obositoare și a crescut productivitatea muncii de 6 ori. Calitatea produselor s-a îmbunătățit, iar numărul de rebuturi a scăzut dramatic. Pentru producție avansată și rațională, fabrica a primit Ordinul Steagul Roșu al Muncii în 1971.

Fabrica de ceasuri Petrodvorets "Raketa"

În 1973, primii roboți industriali mobili din URSS MP-1 și „Sprut” au fost asamblați și introduși în producție la OKB TC de la Institutul Politehnic din Leningrad, iar un an mai târziu au ținut chiar și primul campionat mondial de șah printre computere, unde Câștigătorul a fost programul sovietic „Kaissa”.

În același 1974, Consiliul de Miniștri al URSS într-un decret guvernamental din 22 iulie 1974 „Cu privire la măsurile de organizare a producției de manipulatoare automate programate pentru inginerie mecanică” a indicat: să desemneze OKB TK ca principală organizație pentru dezvoltarea a roboţilor industriali pentru inginerie mecanică. În conformitate cu decretul Comitetului de Stat pentru Știință și Tehnologie al URSS, primii 30 de roboți industriali în serie au fost creați pentru a deservi diverse industrii: pentru sudare, pentru întreținerea preselor și a mașinilor-unelte etc. Dezvoltarea sistemelor de navigație magnetică Kedr, Invariant și Skat pentru nave spațiale, submarine și avioane a început la Leningrad.

Introducerea diferitelor sisteme de calcul nu a stat pe loc. Deci, în 1977, V. Burtsev a creat primul complex de computer multiprocesor simetric (MCC) „Elbrus-1”. Pentru cercetarea interplanetară, oamenii de știință sovietici au creat un robot integral „Centaur” controlat de complexul M-6000. Navigarea acestui complex de calcul era alcătuită dintr-un giroscop și un sistem de estimare cu odometru; era echipat, de asemenea, cu un distanțămetru cu scanare cu laser și un senzor tactil care făcea posibilă obținerea de informații despre mediu.

Cele mai bune mostre create până la sfârșitul anilor 70 includ roboți industriali precum „Universal”, PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 și o serie de alte modele.

În 1978, URSS a publicat un catalog „Roboți industriali” (M.: Min-Stankoprom al URSS; Ministerul Învățământului Superior al RSFSR; NIIMash; Biroul de proiectare de cibernetică tehnică la Institutul Politehnic din Leningrad, 109 p.), care a prezentat caracteristicile tehnice a 52 de modele de roboți industriali și două manipulatoare cu comandă manuală.

Din 1969 până în 1979, numărul atelierelor și industriilor complet mecanizate și automatizate a crescut de la 22, 4 la 83, 5 mii, iar întreprinderile mecanizate - de la 1, 9 la 6, 1 mie.

În 1979, în URSS, au început să producă UVK-uri multiprocesoare de înaltă performanță cu o structură PS 2000 reconfigurabilă, ceea ce a făcut posibilă rezolvarea multor probleme matematice și de altă natură. A fost dezvoltată o tehnologie de paralelizare a sarcinilor, care a permis dezvoltarea ideii unui sistem de inteligență artificială. La Institutul de Cibernetică, sub conducerea lui N. Amosov, a fost creat legendarul robot „Kid”, care era controlat de o rețea neuronală de învățare. Un astfel de sistem, cu ajutorul căruia au fost efectuate o serie de studii semnificative în domeniul rețelelor neuronale, a scos la iveală avantajele în managementul acestora din urmă față de cele algoritmice tradiționale. În același timp, Uniunea Sovietică a dezvoltat un model revoluționar al computerului de a doua generație - BESM-6, în care a apărut pentru prima dată prototipul memoriei cache moderne.

BESM-6

Tot în 1979 la Universitatea Tehnică de Stat din Moscova. N. E. Bauman, la ordinul KGB, a fost dezvoltat un dispozitiv pentru eliminarea obiectelor explozive - un robot mobil ultraușor MRK-01 (caracteristicile robotului pot fi vizualizate la link).

Până în 1980, aproximativ 40 de noi modele de roboți industriali au intrat în producție în serie. De asemenea, în conformitate cu programul Standardului de stat al URSS, au început lucrările la standardizarea și unificarea acestor roboți, iar în 1980 a apărut primul robot industrial pneumatic cu control pozițional, echipat cu viziune tehnică MP-8. A fost dezvoltat de OKB TC al Institutului Politehnic din Leningrad, unde a fost creat Institutul Central de Cercetare și Dezvoltare de Robotică și Cibernetică Tehnică (TsNII RTK). De asemenea, oamenii de știință s-au ocupat de problemele creării de roboți sensibili.

În general, în 1980 numărul roboților industriali din URSS a depășit 6.000 de bucăți, ceea ce reprezenta mai mult de 20% din numărul total din lume.

În octombrie 1982, URSS a devenit organizatorul expoziției internaționale Industrial Robots-82. În același an, a fost publicat un catalog „Roboți industriali și manipulatori cu control manual” (Moscova: NIIMash URSS Ministerul Industriei Mașini-Unelte, 100 p.), care a furnizat date despre roboții industriali produși nu numai în URSS (67 de modele).), dar și în Bulgaria, Ungaria, Germania de Est, Polonia, România și Cehoslovacia.

În 1983, URSS a adoptat un complex unic P-700 „Granit” dezvoltat special pentru Marina, dezvoltat de NPO Mashinostroyenia (OKB-52), în care rachetele se puteau alinia independent în formarea de luptă și distribuie ținte între ele în timpul zborului.

În 1984, au fost dezvoltate sisteme pentru salvarea informațiilor din aeronavele prăbușite și desemnarea locurilor de prăbușire „Maple”, „Marker” și „Call”.

La Institutul de Cibernetică, din ordinul Ministerului Apărării al URSS, a fost creat în acești ani un robot autonom „MAVR”, care se putea îndrepta liber spre țintă pe teren accidentat, dificil. „MAVR” poseda o abilitate ridicată de cross-country și un sistem de protecție fiabil. Tot în acești ani a fost proiectat și implementat primul robot de foc.

În mai 1984, guvernul a emis un decret „Cu privire la accelerarea lucrărilor privind automatizarea producției de construcții de mașini pe baza unor procese tehnologice avansate și complexe flexibile reajustabile”, care a dat un nou salt în robotizarea în URSS. Responsabilitățile pentru implementarea politicii în domeniul creării, introducerii și întreținerii producției automate flexibile au fost atribuite Ministerului Industriei de Mașini-Unelte al URSS. Majoritatea lucrărilor au fost efectuate la întreprinderi de inginerie mecanică și de prelucrare a metalelor.

În 1984, existau deja peste 75 de ateliere și secții automatizate echipate cu roboți, procesul de implementare integrată a roboților industriali ca parte a liniilor tehnologice și a instalațiilor de producție automatizate flexibile care erau utilizate în inginerie mecanică, fabricarea instrumentelor, industria radio și electronică a fost căpătând putere.

La multe întreprinderi din Uniunea Sovietică au fost puse în funcțiune module flexibile de producție (PMM), linii automate flexibile (GAL), secțiuni (GAU) și ateliere (GAC) cu sisteme automate de transport și depozitare (ATSS). Până la începutul anului 1986, numărul acestor sisteme era de peste 80, acestea includ controlul automat, schimbarea sculelor și îndepărtarea așchiilor, datorită cărora timpul ciclului de producție a fost redus de 30 de ori, economisirea suprafeței de producție a crescut cu 30-40. %.

Module flexibile de producție

În 1985, TsNII RTK a început să dezvolte un sistem de roboți la bord pentru ISS „Buran”, echipat cu două manipulatoare lungi de 15 m, sisteme de iluminat, televiziune și telemetrie. Sarcinile principale ale sistemului au fost efectuarea de operațiuni cu încărcătură de mai multe tone: descărcare, andocare cu stația orbitală. Și în 1988 a fost lansată ISS Energia-Buran. Autorii proiectului au fost V. P. Glushko și alți oameni de știință sovietici. ISS Energia-Buran a devenit cel mai semnificativ și mai avansat proiect al anilor 1980 în URSS.

ISS „Energia-Buran”

În 1981-1985. în URSS s-a înregistrat o anumită scădere a producției de roboți din cauza crizei mondiale a relațiilor dintre țări, dar la începutul anului 1986, la întreprinderile Ministerului Instrumentelor URSS funcționau deja peste 20.000 de roboți industriali.

Până la sfârșitul anului 1985, numărul roboților industriali din URSS se apropia de 40.000, ceea ce reprezenta aproximativ 40% din toți roboții din lume. Pentru comparație: în SUA acest număr a fost de câteva ori mai mic. Roboții au fost introduși pe scară largă în economie și industrie.

După evenimentele tragice de la centrala nucleară de la Cernobîl, Universitatea Tehnică de Stat din Moscova a primit numele Bauman, inginerii sovietici V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin au dezvoltat rapid și cu succes roboți mobili care au ajutat la efectuarea cercetărilor și lucrărilor necesare după dezastru în zone periculoase - MRK și Mobot-ChKhV. Se știe că la acea vreme se foloseau dispozitive robotizate atât sub formă de buldozere radiocontrolate, cât și roboți speciali pentru dezinfectarea zonei înconjurătoare, a acoperișului și a construcției unității de urgență a centralei nucleare.

Mobot-CHHV (robot mobil, Cernobîl, pentru trupe chimice)

Până în 1985, URSS a dezvoltat standarde Gos pentru roboți industriali și manipulatori: standarde precum GOST 12.2.072-82 „Roboți industriali. Complexe și secțiuni tehnologice robotizate. Cerințe generale de siguranță ", GOST 25686-85" Manipulatoare, auto-operatori și roboți industriali. Termeni și definiții „și GOST 26053-84” Roboți industriali. Reguli de acceptare. Metode de testare”.

Până la sfârșitul anilor 80, sarcina de robotizare a economiei naționale a căpătat o mare urgență: industria minieră, metalurgică, chimică, ușoară și alimentară, agricultură, transport și construcții. Tehnologia de fabricare a instrumentelor a fost dezvoltată pe scară largă, care a trecut la baza microelectronică.

La sfârșitul anilor sovietici, un robot putea înlocui de la una până la trei persoane în producție, în funcție de tură, a crescut productivitatea muncii cu aproximativ 20-40% și a înlocuit în principal muncitorii slab calificați. Provocarea pentru oamenii de știință și dezvoltatorii sovietici a fost să reducă costul robotului, deoarece acest lucru a restrâns foarte mult robotica omniprezentă.

În URSS, o serie de echipe științifice și de producție au fost implicate în dezvoltarea fundamentelor teoretice ale roboticii, dezvoltarea ideilor științifice și tehnice, crearea și cercetarea roboților și sistemelor robotizate în acei ani: MSTU im. N. E. Bauman, Institutul de Inginerie Mecanică. A. A. Blagonravova, Institutul Central de Cercetare și Dezvoltare de Robotică și Cibernetică Tehnică (TsNII RTK) al Institutului Politehnic din Sankt Petersburg, Institutul de Sudare Electrică, numit după E. O. Paton (Ucraina), Institutul de Matematică Aplicată, Institutul de Probleme de Control, Institutul de Cercetare a Tehnologiei Ingineriei Mecanice (Sf. Rostov), Institutul de Cercetare Experimentală a Mașinilor-Unelte de tăiat Metale, Institutul de Proiectare și Tehnologie de Inginerie Grea, Orgstankoprom etc.

Membrii corespondenți I. M. Makarov, D. E. Okhotsimsky, precum și celebri oameni de știință și specialiști 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 și alții.

Tinerii specialişti au fost pregătiţi prin sistemul de pregătire universitară, învăţământ secundar special şi profesional şi prin sistemul de recalificare şi perfecţionare a lucrătorilor.

Pregătirea personalului în principala specialitate robotică „Sisteme și complexe robotice” a fost efectuată la acel moment într-un număr de universități de top din țară (MSTU, SPPI, Kiev, Chelyabinsk, Institutele Politehnice Krasnoyarsk etc.).

Timp de mulți ani, dezvoltarea roboticii în URSS și țările din Europa de Est a fost realizată în cadrul cooperării dintre țările membre CMEA (Consiliul pentru Asistență Economică Reciprocă). În 1982, șefii delegațiilor au semnat un Acord general de cooperare multilaterală în dezvoltarea și organizarea producției de roboți industriali, în legătură cu care a fost creat Consiliul Proiectanților șefi (SGC). La începutul anului 1983, membrii CMEA au semnat un Acord de specializare și cooperare multilaterală în producția de roboți industriali și manipulatoare în diverse scopuri, iar în decembrie 1985, cea de-a 41-a sesiune (extraordinară) CMEA a adoptat Programul cuprinzător de progres științific și tehnologic. al Țărilor Membre CMEA până în anul 2000, în care roboții industriali și robotizarea producției sunt incluse ca unul dintre domeniile prioritare pentru automatizarea integrată.

Cu participarea URSS, Ungariei, Republicii Democrate Germane, Poloniei, României, Cehoslovaciei și altor țări din lagărul socialist, un nou robot industrial pentru sudarea cu arc electric „Interrobot-1” a fost creat cu succes în acei ani. Cu specialiști din Bulgaria, oamenii de știință din URSS au fondat chiar asociația de producție „Red Proletarian - Beroe”, care era echipată cu roboți moderni cu acționări electromecanice din seria RB-240. Erau destinate operațiunilor auxiliare: încărcarea și descărcarea pieselor pe mașini de tăiat metal, schimbarea sculelor de lucru, transportul și paletizarea pieselor etc.

Rezumând, putem spune că până la începutul anilor 90, în Uniunea Sovietică au fost produse aproximativ 100.000 de unități de roboți industriali, care au înlocuit peste un milion de muncitori, dar angajații eliberați și-au găsit încă de lucru. În URSS, au fost dezvoltate și produse peste 200 de modele de roboți. Până la sfârșitul anului 1989, peste 600 de întreprinderi și peste 150 de institute de cercetare și birouri de proiectare făceau parte din Ministerul Instrumentelor URSS. Numărul total de angajați din industrie a depășit un milion.

Inginerii sovietici plănuiau să introducă utilizarea roboților în aproape toate domeniile industriei: inginerie mecanică, agricultură, construcții, metalurgie, minerit, industrii ușoare și alimentare, dar acest lucru nu era destinat să devină realitate.

Odată cu distrugerea URSS, lucrările planificate privind dezvoltarea roboticii la nivel de stat s-au oprit, iar producția în serie de roboți a încetat. Chiar și acei roboți care erau deja folosiți în industrie au dispărut: mijloacele de producție au fost privatizate, apoi fabricile au fost complet distruse, iar echipamentele scumpe unice au fost distruse sau vândute la fier vechi. Capitalismul a venit.