Dannelse og udvikling af sovjetisk robotteknologi

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

En god oversigtsartikel om dannelsen og udviklingen af sovjetisk robotteknologi.

Robotisering i USSR

I det XX århundrede var USSR faktisk en af verdens førende inden for robotteknologi. I modsætning til alle borgerlige propagandisters og politikeres påstande var Sovjetunionen i flere årtier i stand til at vende sig fra et land med et folk, der ikke kunne læse og skrive, til en avanceret rummagt.

Lad os overveje nogle - men på ingen måde alle - eksempler på dannelse og udvikling af robotløsninger.

I 1930'erne skabte en af de sovjetiske skolebørn, Vadim Matskevich, en robot, der kunne bevæge sig med højre hånd. Skabelsen af robotten varede 2 år, al denne tid tilbragte drengen i drejeværkstederne på Novocherkassk Polytechnic Institute. I en alder af 12 var Vadim allerede kendetegnet ved sin opfindsomhed. Han skabte en radiostyret lille panservogn, der affyrede fyrværkeri.

Også i disse år dukkede automatiske linjer til forarbejdning af lejedele op, og i slutningen af 40'erne blev der for første gang i verden skabt en kompleks produktion af stempler til traktormotorer. Alle processer blev automatiseret: fra læsning af råvarer til emballageprodukter.

I slutningen af 40'erne færdiggjorde den sovjetiske videnskabsmand Sergei Lebedev udviklingen af den første i Sovjetunionen elektronisk digital computer MESM, som dukkede op i 1950. Denne computer blev den hurtigste i Europa. Et år senere udstedte Sovjetunionen en ordre om udvikling af automatiske kontrolsystemer til militært udstyr og oprettelsen af afdelingen for speciel robotik og mekatronik.

I 1958 udviklede sovjetiske videnskabsmænd verdens første halvleder AVM (analog computer) MN-10, som vandt gæsterne på udstillingen i New York. Samtidig udtrykte den kybernetiske videnskabsmand Viktor Glushkov ideen om "hjernelignende" computerstrukturer, der ville forbinde milliarder af processorer og lette sammensmeltningen af datahukommelse.

Analog computer MN-10

I slutningen af 1950'erne var sovjetiske videnskabsmænd i stand til at fotografere den anden side af månen for første gang. Dette blev gjort ved hjælp af den automatiske station "Luna-3". Og den 24. september 1970 leverede det sovjetiske rumfartøj Luna-16 jordprøver fra Månen til Jorden. Dette blev derefter gentaget med Luna-20-apparatet i 1972.

En af de mest bemærkelsesværdige resultater inden for indenlandsk robotteknologi og videnskab var oprettelsen af designbureauet opkaldt efter V. I. Lavochkin-apparat "Lunokhod-1". Dette er en anden generations registreret robot. Den er udstyret med sensorsystemer, blandt hvilke det vigtigste er det tekniske visionssystem (STZ). Lunokhod-1 og Lunokhod-2, udviklet i 1970-1973, styret af en menneskelig operatør i overvågningstilstand, modtog og transmitterede værdifuld information om månens overflade til Jorden. Og i 1975 blev de automatiske interplanetariske stationer Venera-9 og Venera-10 lanceret i USSR. Ved hjælp af repeatere transmitterede de information om Venus' overflade og landede på den.

Verdens første rover "Lunokhod-1"

I 1962 dukkede en menneskelig robot "REKS" op på Polyteknisk Museum, som foretog udflugter for børn.

Siden slutningen af 60'erne begyndte masseintroduktionen af de første indenlandske robotter i industrien i Sovjetunionen, udviklingen af videnskabelige og tekniske fonde og organisationer relateret til robotteknologi. Udforskningen af undervandsrum med robotter begyndte at udvikle sig hurtigt, militær- og rumudviklingen blev forbedret.

En særlig bedrift i disse år var udviklingen af et langtrækkende ubemandet rekognosceringsfly DBR-1, som kunne udføre missioner i hele Vest- og Centraleuropa. Denne drone modtog også betegnelsen I123K, dens serieproduktion har været etableret siden 1964.

DBR - 1

I 1966 opfandt Voronezh-forskere en manipulator til stabling af metalplader.

Som nævnt ovenfor holdt udviklingen af undervandsverdenen trit med andre tekniske gennembrud. Så i 1968 skabte Institute of Oceanology ved Akademiet for Videnskaber i USSR sammen med Leningrad Polytechnic Institute og andre universiteter en af de første robotter til udforskning af undervandsverdenen - en computerstyret enhed "Manta" (af typen "Blæksprutte"). Dets kontrolsystem og sanseapparat gjorde det muligt at fange og opfange en genstand, som operatøren pegede på, bringe den til "tele-eye" eller putte den i en bunker til undersøgelse, samt søge efter genstande i oprørt vand.

I 1969 ved Forsvarsindustriministeriets Centralforskningsinstitut under ledelse af B. N. Surnin begyndte at skabe en industrirobot "Universal-50". Og i 1971 dukkede de første prototyper af industrirobotter af den første generation op - robotter UM-1 (skabt under ledelse af PNBelyanin og B. Sh. Rozin) og UPK-1 (under ledelse af VI Aksenov), udstyret med softwaresystemer kontrollerer og designet til at udføre bearbejdningsoperationer, koldstempling, galvanisering.

Automatiseringen i disse år nåede endda det punkt, at en robotkutter blev introduceret i et af ateliererne. Det var programmeret til et mønster, der målte størrelsen på kundens figur op til skæring af stoffet.

I begyndelsen af 70'erne gik mange fabrikker over til automatiserede linjer. For eksempel opgav Petrodvorets urfabrik "Raketa" den manuelle samling af mekaniske ure og skiftede til robotlinjer, der udfører disse operationer. Således blev mere end 300 arbejdere befriet fra kedeligt arbejde og øgede arbejdsproduktiviteten med 6 gange. Kvaliteten af produkterne er forbedret, og antallet af afslag er faldet drastisk. For avanceret og rationel produktion blev anlægget i 1971 tildelt Ordenen af det røde banner for arbejde.

Petrodvorets Urfabrik "Raketa"

I 1973 blev de første i USSR mobile industrirobotter MP-1 og "Sprut" samlet og sat i produktion på OKB TC på Leningrad Polytechnic Institute, og et år senere afholdt de endda det første verdensmesterskab i skak blandt computere, hvor vinderen var det sovjetiske program "Kaissa".

I samme 1974 indikerede USSR's ministerråd i et regeringsdekret af 22. juli 1974 "Om foranstaltninger til at organisere produktionen af automatiske programmerede manipulatorer til maskinteknik": at udpege OKB TK som hovedorganisation for udviklingen af industrirobotter til maskinteknik. I overensstemmelse med dekretet fra USSR State Committee for Science and Technology blev de første 30 serielle industrirobotter skabt til at servicere forskellige industrier: til svejsning, til servicering af presser og værktøjsmaskiner osv. Udviklingen af Kedr, Invariant og Skat magnetiske navigationssystemer til rumskibe, ubåde og fly begyndte i Leningrad.

Introduktionen af forskellige computersystemer stod ikke stille. Så i 1977 skabte V. Burtsev det første symmetriske multiprocessor-computerkompleks (MCC) "Elbrus-1". Til interplanetarisk forskning har sovjetiske videnskabsmænd skabt en integreret robot "Centaur" styret af M-6000-komplekset. Navigationen af dette computerkompleks bestod af et gyroskop og et dødt regnesystem med en kilometertæller; det var også udstyret med en laserscanningsafstandsmåler og en taktil sensor, der gjorde det muligt at få information om miljøet.

De bedste prøver skabt i slutningen af 70'erne omfatter industrirobotter som "Universal", PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 og en række andre modeller.

I 1978 udgav USSR et katalog "Industrielle robotter" (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 præsenterede de tekniske egenskaber for 52 modeller af industrirobotter og to manipulatorer med manuel styring.

Fra 1969 til 1979 steg antallet af omfattende mekaniserede og automatiserede værksteder og industrier fra 22, 4 til 83, 5 tusinde, og mekaniserede virksomheder - fra 1, 9 til 6, 1 tusind.

I 1979 begyndte de i USSR at producere højtydende multiprocessor UVK'er med en rekonfigurerbar PS 2000-struktur, som gjorde det muligt at løse mange matematiske og andre problemer. En teknologi til parallelisering af opgaver blev udviklet, som gjorde det muligt for ideen om et kunstig intelligenssystem at udvikle sig. På Institute of Cybernetics, under ledelse af N. Amosov, blev den legendariske robot "Kid" skabt, som blev styret af et lærende neuralt netværk. Et sådant system, ved hjælp af hvilket en række væsentlige undersøgelser inden for neurale netværk blev udført, afslørede fordelene ved styringen af sidstnævnte i forhold til traditionelle algoritmiske. Samtidig udviklede Sovjetunionen en revolutionær model af anden generations computer - BESM-6, hvor prototypen af moderne cachehukommelse først dukkede op.

BESM-6

Også i 1979 ved Moscow State Technical University. N. E. Bauman blev efter ordre fra KGB udviklet en anordning til bortskaffelse af eksplosive genstande - en ultralet mobil robot MRK-01 (robottens egenskaber kan ses på linket).

I 1980 kom omkring 40 nye modeller af industrirobotter i serieproduktion. Også i overensstemmelse med programmet for USSR State Standard begyndte arbejdet med standardisering og forening af disse robotter, og i 1980 dukkede den første pneumatiske industrirobot med positionskontrol udstyret med MP-8 teknisk vision op. Det blev udviklet af OKB TC fra Leningrad Polytechnic Institute, hvor Central Research and Development Institute of Robotics and Technical Cybernetics (TsNII RTK) blev oprettet. Forskere har også behandlet spørgsmålene om at skabe følende robotter.

Generelt oversteg antallet af industrirobotter i USSR i 1980 6.000 stykker, hvilket var mere end 20% af det samlede antal i verden.

I oktober 1982 blev USSR arrangør af den internationale udstilling Industrial Robots-82. Samme år blev der udgivet et katalog "Industrielle robotter og manipulatorer med manuel kontrol" (Moskva: NIIMash USSR Ministry of Machine-Tool Industry, 100 s.), som gav data om industrirobotter, der ikke kun er produceret i USSR (67 modeller)), men også i Bulgarien, Ungarn, Østtyskland, Polen, Rumænien og Tjekkoslovakiet.

I 1983 vedtog USSR et unikt P-700 "Granit"-kompleks udviklet specifikt til flåden, udviklet af NPO Mashinostroyenia (OKB-52), hvor missiler selvstændigt kunne stille sig op i kampformation og fordele mål under flyvning mellem sig.

I 1984 blev der udviklet systemer til redning af information fra nedstyrtede fly og udpegelse af nedstyrtningssteder "Ahorn", "Marker" og "Call".

På Institute of Cybernetics blev der efter ordre fra USSR's forsvarsministerium skabt en autonom robot "MAVR", som frit kunne gå mod målet gennem ujævnt, vanskeligt terræn. "MAVR" besad en høj cross-country evne og et pålideligt beskyttelsessystem. Også i disse år blev den første brandrobot designet og implementeret.

I maj 1984 udstedte regeringen et dekret "Om fremskyndelse af arbejdet med automatisering af maskinbygningsproduktion på grundlag af avancerede teknologiske processer og fleksible justerbare komplekser", som gav et nyt spring i robotisering i USSR. Ansvaret for implementeringen af politikken inden for oprettelse, introduktion og vedligeholdelse af fleksibel automatiseret produktion blev tildelt USSR Ministeriet for Maskin-Værktøjsindustri. Det meste af arbejdet blev udført på maskin- og metalbearbejdningsvirksomheder.

I 1984 var der allerede mere end 75 automatiserede værksteder og sektioner udstyret med robotter, processen med integreret implementering af industrirobotter som en del af teknologiske linjer og fleksible automatiserede produktionsfaciliteter, der blev brugt i maskinteknik, instrumentfremstilling, radio og elektronisk industri var vinder styrke.

Hos mange virksomheder i Sovjetunionen blev fleksible produktionsmoduler (PMM), fleksible automatiserede linjer (GAL), sektioner (GAU) og værksteder (GAC) med automatiserede transport- og lagersystemer (ATSS) sat i drift. I begyndelsen af 1986 talte antallet af sådanne systemer mere end 80, de inkluderede automatisk kontrol, værktøjsskift og fjernelse af spåner, på grund af hvilken produktionscyklustiden blev reduceret med 30 gange, besparelsen af produktionsareal steg med 30-40 %.

Fleksible produktionsmoduler

I 1985 begyndte TsNII RTK at udvikle et system af indbyggede robotter til ISS "Buran", udstyret med to manipulatorer 15 m lange, belysning, fjernsyn og telemetrisystemer. Systemets hovedopgaver var at udføre operationer med multi-ton last: losning, docking med orbitalstationen. Og i 1988 blev ISS Energia-Buran lanceret. Forfatterne af projektet var V. P. Glushko og andre sovjetiske videnskabsmænd. ISS Energia-Buran blev det mest betydningsfulde og avancerede projekt i 1980'erne i USSR.

ISS "Energia-Buran"

I 1981-1985. i USSR var der et vist fald i produktionen af robotter på grund af verdenskrisen i forholdet mellem landene, men i begyndelsen af 1986 fungerede mere end 20.000 industrirobotter allerede i virksomhederne i USSR-ministeriet for instrumenter.

Ved udgangen af 1985 nærmede antallet af industrirobotter i USSR sig 40.000, hvilket udgjorde omkring 40% af alle robotter i verden. Til sammenligning: i USA var dette tal flere gange mindre. Robotter er blevet bredt introduceret i økonomien og industrien.

Efter de tragiske begivenheder på atomkraftværket i Tjernobyl blev Moskvas statstekniske universitet opkaldt efter Bauman, sovjetiske ingeniører V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin udviklede hurtigt og med succes mobile robotter, der hjalp med at udføre den nødvendige forskning og arbejde efter katastrofen i farlige områder - MRK og Mobot-ChKhV. Det er kendt, at der på det tidspunkt blev brugt robotanordninger både i form af radiostyrede bulldozere og specielle robotter til desinficering af det omkringliggende område, taget og bygningen af atomkraftværkets nødenhed.

Mobot-CHHV (mobil robot, Tjernobyl, for kemiske tropper)

I 1985 havde USSR udviklet Gosstandards for industrirobotter og manipulatorer: standarder som GOST 12.2.072-82 "Industrielle robotter. Robotteknologiske komplekser og sektioner. Generelle sikkerhedskrav ", GOST 25686-85" Manipulatorer, autooperatører og industrirobotter. Begreber og definitioner "og GOST 26053-84" Industrielle robotter. Acceptregler. Testmetoder".

I slutningen af 80'erne fik opgaven med at robotisere den nationale økonomi stor påtrængning: minedrift, metallurgisk, kemisk, let og fødevareindustri, landbrug, transport og byggeri. Teknologien til instrumentfremstilling blev bredt udviklet, som gik over til den mikroelektroniske base.

I de sene sovjetiske år kunne en robot erstatte fra én til tre personer i produktionen, afhængigt af skiftet, øget arbejdsproduktiviteten med omkring 20-40% og erstattede hovedsageligt lavtuddannede arbejdere. Udfordringen for sovjetiske videnskabsmænd og udviklere var at sænke prisen på robotten, da dette i høj grad begrænsede allestedsnærværende robotter.

I USSR var en række videnskabelige og produktionshold involveret i udviklingen af robotteknologiens teoretiske grundlag, udviklingen af videnskabelige og tekniske ideer, skabelsen og forskningen af robotter og robotsystemer i disse år: MSTU im. N. E. Bauman, Institut for Maskinteknik. A. A. Blagonravova, Central Research and Development Institute of Robotics and Technical Cybernetics (TsNII RTK) ved St. Petersburg Polytechnic Institute, Institute of Electric Welding opkaldt efter E. O. Paton (Ukraine), Institut for Anvendt Matematik, Institut for Kontrolproblemer, Research Institute of Mechanical Engineering Technology (St. Rostov), Experimental Research Institute of Metal Cutting Machine Tools, Design and Technological Institute of Heavy Engineering, Orgstankoprom, etc.

Tilsvarende medlemmer I. M. Makarov, D. E. Okhotsimsky, såvel som berømte videnskabsmænd og specialister 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 specialister blev uddannet gennem systemet med universitetsuddannelse, særlig sekundær og erhvervsuddannelse og gennem systemet med omskoling og videreuddannelse af arbejdere.

Personaleuddannelse i den vigtigste robotspecialitet "Robotiske systemer og komplekser" blev udført på det tidspunkt i en række førende universiteter i landet (MSTU, SPPI, Kiev, Chelyabinsk, Krasnoyarsk Polytechnic Institutes osv.).

I mange år blev udviklingen af robotteknologi i USSR og landene i Østeuropa udført inden for rammerne af samarbejdet mellem CMEA-medlemslandene (Council for Mutual Economic Assistance). I 1982 underskrev lederne af delegationerne en generel aftale om multilateralt samarbejde om udvikling og organisering af produktion af industrirobotter, i forbindelse med hvilken Council of Chief Designers (SGC) blev oprettet. I begyndelsen af 1983 underskrev CMEA-medlemmerne en aftale om multilateral specialisering og samarbejde i produktionen af industrirobotter og manipulatorer til forskellige formål, og i december 1985 vedtog den 41. (ekstraordinære) CMEA-session det omfattende program for videnskabelig og teknologisk fremskridt af CMEA-medlemslandene frem til 2000, hvor industrirobotter og robotisering af produktionen indgår som et af de prioriterede områder for integreret automatisering.

Med deltagelse af USSR, Ungarn, Den Tyske Demokratiske Republik, Polen, Rumænien, Tjekkoslovakiet og andre lande i den socialistiske lejr, blev en ny industrirobot til elektrisk lysbuesvejsning "Interrobot-1" med succes skabt i disse år. Med specialister fra Bulgarien grundlagde videnskabsmænd fra USSR endda produktionsforeningen "Red Proletarian - Beroe", som var udstyret med moderne robotter med elektromekaniske drev af RB-240-serien. De var beregnet til hjælpeoperationer: lastning og losning af dele på metalskæremaskiner, udskiftning af arbejdsværktøj, transport og palletering af dele osv.

Sammenfattende kan vi sige, at i begyndelsen af 90'erne blev der produceret omkring 100.000 enheder af industrirobotter i Sovjetunionen, som erstattede mere end en million arbejdere, men de frigivne medarbejdere fandt stadig arbejde. I USSR blev mere end 200 modeller af robotter udviklet og produceret. Ved udgangen af 1989 var over 600 virksomheder og mere end 150 forskningsinstitutter og designbureauer en del af USSR Ministry of Instrument. Det samlede antal ansatte i branchen oversteg en million.

Sovjetiske ingeniører planlagde at introducere brugen af robotter i næsten alle områder af industrien: maskinteknik, landbrug, byggeri, metallurgi, minedrift, let og fødevareindustri, men dette var ikke bestemt til at gå i opfyldelse.

Med ødelæggelsen af USSR stoppede det planlagte arbejde med udvikling af robotteknologi på statsniveau, og serieproduktionen af robotter ophørte. Selv de robotter, der allerede blev brugt i industrien, er forsvundet: Produktionsmidlerne blev privatiseret, så blev fabrikkerne fuldstændig ødelagt, og det unikke dyre udstyr blev ødelagt eller solgt til skrot. Kapitalismen er kommet.