Bildande och utveckling av sovjetisk robotik

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

En bra översiktsartikel om bildandet och utvecklingen av sovjetisk robotik.

Robotisering i Sovjetunionen

Under XX-talet var Sovjetunionen faktiskt en av världens ledare inom robotik. Tvärtemot alla påståenden från borgerliga propagandister och politiker kunde Sovjetunionen på flera decennier förvandlas från ett land med ett folk som inte kunde läsa och skriva till en avancerad rymdmakt.

Låt oss överväga några - men inte alla - exempel på bildandet och utvecklingen av robotlösningar.

På 1930-talet skapade en av de sovjetiska skolbarnen, Vadim Matskevich, en robot som kunde röra sig med sin högra hand. Skapandet av roboten varade i 2 år, hela denna tid tillbringade pojken i svarvverkstäderna vid Novocherkassk Polytechnic Institute. Vid 12 års ålder kännetecknades Vadim redan av sin uppfinningsrikedom. Han skapade en radiostyrd liten pansarbil som avfyrade fyrverkerier.

Även under dessa år uppträdde automatiska linjer för bearbetning av lagerdelar, och sedan, i slutet av 40-talet, skapades en komplex produktion av kolvar för traktormotorer för första gången i världen. Alla processer automatiserades: från lastning av råvaror till förpackningsprodukter.

I slutet av 40-talet slutförde den sovjetiska forskaren Sergei Lebedev utvecklingen av den första i Sovjetunionen elektronisk digital dator MESM, som dök upp 1950. Den här datorn blev den snabbaste i Europa. Ett år senare utfärdade Sovjetunionen en order om utveckling av automatiska kontrollsystem för militär utrustning och skapandet av avdelningen för specialrobotik och mekatronik.

1958 utvecklade sovjetiska forskare världens första halvledar AVM (analog dator) MN-10, som vann gästerna på utställningen i New York. Samtidigt uttryckte den cybernetiska forskaren Viktor Glushkov idén om "hjärnliknande" datorstrukturer som skulle ansluta miljarder processorer och underlätta sammanslagning av dataminne.

Analog dator MN-10

I slutet av 1950-talet kunde sovjetiska forskare för första gången fotografera månens bortre sida. Detta gjordes med hjälp av den automatiska stationen "Luna-3". Och den 24 september 1970 levererade den sovjetiska rymdfarkosten Luna-16 jordprover från månen till jorden. Detta upprepades sedan med Luna-20-apparaten 1972.

En av de mest anmärkningsvärda prestationerna inom inhemsk robotik och vetenskap var skapandet av designbyrån uppkallad efter V. I. Lavochkin-apparat "Lunokhod-1". Detta är en andra generationens avkänd robot. Den är utrustad med sensorsystem, bland vilka det främsta är det tekniska visionsystemet (STZ). Lunokhod-1 och Lunokhod-2, utvecklade 1970-1973, kontrollerade av en mänsklig operatör i övervakningsläge, tog emot och överförde värdefull information om månens yta till jorden. Och 1975 lanserades de automatiska interplanetära stationerna Venera-9 och Venera-10 i Sovjetunionen. Med hjälp av repeatrar överförde de information om Venus yta och landade på den.

Världens första rover "Lunokhod-1"

1962 dök en humanoid robot "REKS" upp på Yrkeshögskolan, som genomförde utflykter för barn.

Sedan slutet av 60-talet började massintroduktionen av de första inhemska robotarna i industrin i Sovjetunionen, utvecklingen av vetenskapliga och tekniska stiftelser och organisationer relaterade till robotik. Utforskningen av undervattensutrymmen med robotar började utvecklas snabbt, militär- och rymdutvecklingen förbättrades.

En speciell bedrift under dessa år var utvecklingen av ett långdistans obemannat spaningsflygplan DBR-1, som kunde utföra uppdrag i hela Väst- och Centraleuropa. Dessutom fick denna drönare beteckningen I123K, dess serieproduktion har etablerats sedan 1964.

DBR - 1

1966 uppfann Voronezh-forskare en manipulator för att stapla metallplåtar.

Som nämnts ovan höll utvecklingen av undervattensvärlden jämna steg med andra tekniska genombrott. Så 1968 skapade Institute of Oceanology vid USSRs vetenskapsakademi, tillsammans med Leningrad Polytechnic Institute och andra universitet, en av de första robotarna för utforskning av undervattensvärlden - en datorstyrd enhet "Manta" (av typen "bläckfisk"). Dess kontrollsystem och sensoriska apparat gjorde det möjligt att fånga och plocka upp ett föremål som operatören pekade på, föra det till "tele-eye" eller lägga det i en bunker för studier, samt söka efter föremål i oroligt vatten.

1969, vid försvarsindustriministeriets centrala forskningsinstitut under ledning av B. N. Surnin började skapa en industrirobot "Universal-50". Och 1971 dök de första prototyperna av industrirobotar av den första generationen upp - robotar UM-1 (skapad under ledning av PNBelyanin och B. Sh. Rozin) och UPK-1 (under ledning av VI Aksenov), utrustad med mjukvarusystem styr och utformade för att utföra bearbetningsoperationer, kallstämpling, galvanisering.

Automatiseringen under dessa år nådde till och med den punkt att en robotskärare introducerades i en av ateljéerna. Den var programmerad för ett mönster som mätte storleken på kundens figur upp till skärning av tyget.

I början av 70-talet gick många fabriker över till automatiserade linjer. Till exempel övergav Petrodvorets klockfabrik "Raketa" den manuella monteringen av mekaniska klockor och bytte till robotlinjer som utför dessa operationer. Således befriades mer än 300 arbetare från tråkigt arbete och ökade arbetsproduktiviteten med 6 gånger. Kvaliteten på produkterna har förbättrats och antalet avslag har minskat dramatiskt. För avancerad och rationell produktion tilldelades anläggningen Order of the Red Banner of Labor 1971.

Petrodvorets Watch Factory "Raketa"

1973 monterades de första i Sovjetunionen mobila industrirobotar MP-1 och "Sprut" och sattes i produktion vid OKB TC vid Leningrad Polytechnic Institute, och ett år senare höll de till och med det första världsmästerskapet i schack bland datorer, där vinnaren blev det sovjetiska programmet "Kaissa".

Samma 1974 indikerade Sovjetunionens ministerråd i ett regeringsdekret av den 22 juli 1974 "Om åtgärder för att organisera produktionen av automatiska programmerade manipulatorer för maskinteknik": att utse OKB TK som huvudorganisation för utvecklingen av industrirobotar för maskinteknik. I enlighet med dekretet från USSR State Committee for Science and Technology skapades de första 30 seriella industrirobotarna för att betjäna olika industrier: för svetsning, för service av pressar och verktygsmaskiner etc. Utvecklingen av Kedr, Invariant och Skat magnetiska navigationssystem för rymdskepp, ubåtar och flygplan började i Leningrad.

Införandet av olika datorsystem stod inte stilla. Så 1977 skapade V. Burtsev det första symmetriska multiprocessordatorkomplexet (MCC) "Elbrus-1". För interplanetär forskning har sovjetiska forskare skapat en integrerad robot "Centaur" som kontrolleras av M-6000-komplexet. Navigeringen av detta beräkningskomplex bestod av ett gyroskop och ett dödräkningssystem med en vägmätare, den var också utrustad med en laserskanningsavståndsmätare och en taktil sensor som gjorde det möjligt att få information om miljön.

De bästa proverna skapade i slutet av 70-talet inkluderar industrirobotar som "Universal", PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 och ett antal andra modeller.

1978 publicerade Sovjetunionen en katalog "Industriella robotar" (M.: Min-Stankoprom of the USSR; Ministry of Higher Education of the RSFSR; NIIMash; Design Bureau of Technical Cybernetics vid Leningrad Polytechnic Institute, 109 s.), som presenterade de tekniska egenskaperna hos 52 modeller av industrirobotar och två manipulatorer med manuell kontroll.

Från 1969 till 1979 ökade antalet heltäckande mekaniserade och automatiserade verkstäder och industrier från 22, 4 till 83, 5 tusen och mekaniserade företag - från 1, 9 till 6, 1 tusen.

1979, i Sovjetunionen, började de producera högpresterande UVK:er med flera processorer med en omkonfigurerbar PS 2000-struktur, vilket gjorde det möjligt att lösa många matematiska och andra problem. En teknik för parallellisering av uppgifter utvecklades, vilket gjorde det möjligt för idén om ett artificiellt intelligenssystem att utvecklas. Vid Institute of Cybernetics, under ledning av N. Amosov, skapades den legendariska roboten "Kid", som styrdes av ett lärande neuralt nätverk. Ett sådant system, med hjälp av vilket ett antal betydande studier inom området neurala nätverk utfördes, avslöjade fördelarna med hanteringen av de senare jämfört med traditionella algoritmiska. Samtidigt utvecklade Sovjetunionen en revolutionerande modell av den andra generationens dator - BESM-6, där prototypen av modernt cacheminne först dök upp.

BESM-6

Även 1979 vid Moscow State Technical University. N. E. Bauman, på order av KGB, utvecklades en anordning för bortskaffande av explosiva föremål - en ultralätt mobil robot MRK-01 (robotens egenskaper kan ses på länken).

År 1980 kom omkring 40 nya modeller av industrirobotar in i serieproduktion. I enlighet med programmet för USSR State Standard började arbetet med standardisering och förening av dessa robotar, och 1980 dök den första pneumatiska industriroboten med positionskontroll utrustad med MP-8 teknisk vision upp. Det utvecklades av OKB TC vid Leningrad Polytechnic Institute, där Central Research and Development Institute of Robotics and Technical Cybernetics (TsNII RTK) skapades. Forskare har också ägnat sig åt frågorna om att skapa kännande robotar.

I allmänhet översteg antalet industrirobotar i Sovjetunionen 6 000 stycken 1980, vilket var mer än 20% av det totala antalet i världen.

I oktober 1982 blev Sovjetunionen arrangör av den internationella utställningen Industrial Robots-82. Samma år publicerades en katalog "Industrirobotar och manipulatorer med manuell kontroll" (Moskva: NIIMash USSR Ministry of Machine-Tool Industry, 100 s.), som gav data om industrirobotar som inte bara tillverkats i Sovjetunionen (67 modeller)), men också i Bulgarien, Ungern, Östtyskland, Polen, Rumänien och Tjeckoslovakien.

1983 antog Sovjetunionen ett unikt P-700 "Granit"-komplex utvecklat specifikt för marinen, utvecklat av NPO Mashinostroyenia (OKB-52), där missiler självständigt kunde rada upp i stridsformation och fördela mål under flygning sinsemellan.

1984 utvecklades system för räddning av information från kraschade flygplan och beteckningen av kraschplatserna "Maple", "Marker" och "Call".

Vid Institute of Cybernetics, på order av USSR:s försvarsministerium, skapades under dessa år en autonom robot "MAVR", som fritt kunde gå mot målet genom oländig, svår terräng. "MAVR" hade en hög längdåkningsförmåga och ett pålitligt skyddssystem. Även under dessa år designades och implementerades den första brandroboten.

I maj 1984 utfärdade regeringen ett dekret "Om accelerationen av arbetet med automatisering av maskinbyggnadsproduktion på grundval av avancerade tekniska processer och flexibla omställbara komplex", vilket gav ett nytt språng i robotiseringen i Sovjetunionen. Ansvaret för genomförandet av policyn inom området skapande, införande och underhåll av flexibel automatiserad produktion tilldelades USSR:s ministerium för maskin-verktygsindustrin. Det mesta av arbetet utfördes på maskin- och metallbearbetningsföretag.

År 1984 fanns det redan mer än 75 automatiserade verkstäder och sektioner utrustade med robotar, processen med integrerad implementering av industrirobotar som en del av tekniska linjer och flexibla automatiserade produktionsanläggningar som användes inom maskinteknik, instrumenttillverkning, radio- och elektronikindustri var får styrka.

På många företag i Sovjetunionen togs flexibla produktionsmoduler (PMM), flexibla automatiserade linjer (GAL), sektioner (GAU) och verkstäder (GAC) med automatiserade transport- och lagringssystem (ATSS) i drift. I början av 1986 uppgick antalet sådana system till mer än 80, de inkluderade automatisk kontroll, verktygsbyte och spånavlägsnande, på grund av vilket produktionscykeltiden reducerades med 30 gånger, besparingen av produktionsområdet ökade med 30-40 %.

Flexibla tillverkningsmoduler

1985 började TsNII RTK utveckla ett system med robotar ombord för ISS "Buran", utrustad med två manipulatorer 15 m långa, belysning, tv och telemetrisystem. Systemets huvuduppgifter var att utföra operationer med flertonslast: lossning, dockning med orbitalstationen. Och 1988 lanserades ISS Energia-Buran. Författarna till projektet var V. P. Glushko och andra sovjetiska forskare. ISS Energia-Buran blev det mest betydande och avancerade projektet på 1980-talet i Sovjetunionen.

ISS "Energia-Buran"

Åren 1981-1985. i Sovjetunionen fanns det en viss nedgång i produktionen av robotar på grund av världskrisen i relationerna mellan länderna, men i början av 1986 fungerade redan mer än 20 000 industrirobotar vid företagen i USSR:s instrumentministerium.

I slutet av 1985 närmade sig antalet industrirobotar i Sovjetunionen 40 000, vilket utgjorde cirka 40 % av alla robotar i världen. Som jämförelse: i USA var siffran flera gånger lägre. Robotar har introducerats i stor utsträckning i ekonomin och industrin.

Efter de tragiska händelserna vid kärnkraftverket i Tjernobyl, Moskvas statliga tekniska universitet uppkallad efter Bauman, sovjetiska ingenjörer V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin utvecklade snabbt och framgångsrikt mobila robotar som hjälpte till att utföra nödvändig forskning och arbete efter katastrofen i farliga områden - MRK och Mobot-ChKhV. Det är känt att robotenheter vid den tiden användes både i form av radiostyrda bulldozers och specialrobotar för att desinficera det omgivande området, taket och byggnaden av kärnkraftverkets nödenhet.

Mobot-CHHV (mobil robot, Tjernobyl, för kemiska trupper)

År 1985 hade Sovjetunionen utvecklat Gosstandards för industrirobotar och manipulatorer: standarder som GOST 12.2.072-82 "Industrirobotar. Robotteknologiska komplex och sektioner. Allmänna säkerhetskrav ", GOST 25686-85" Manipulatorer, autooperatörer och industrirobotar. Termer och definitioner "och GOST 26053-84" Industrirobotar. Acceptans regler. Testmetoder ".

I slutet av 80-talet blev uppgiften att robotisera den nationella ekonomin stor brådskande: gruvdrift, metallurgisk industri, kemisk industri, lätt och livsmedelsindustri, jordbruk, transport och konstruktion. Tekniken för instrumenttillverkning var allmänt utvecklad, som gick över till den mikroelektroniska basen.

Under de sena sovjetiska åren kunde en robot ersätta från en till tre personer i produktionen, beroende på skiftet, ökad arbetsproduktiviteten med cirka 20-40 % och ersatte främst lågutbildade arbetare. Utmaningen för sovjetiska forskare och utvecklare var att sänka kostnaden för roboten, eftersom detta kraftigt begränsade den allestädes närvarande robottekniken.

I Sovjetunionen var ett antal vetenskaps- och produktionsteam involverade i utvecklingen av robotteknikens teoretiska grunder, utvecklingen av vetenskapliga och tekniska idéer, skapandet och forskningen av robotar och robotsystem under dessa år: MSTU im. N. E. Bauman, Institutet för maskinteknik. A. A. Blagonravova, Central Research and Development Institute of Robotics and Technical Cybernetics (TsNII RTK) vid St. Petersburg Polytechnic Institute, Institute of Electric Welding uppkallad efter E. O. Paton (Ukraina), Institute of Applied Mathematics, Institute of Control Problems, Research Institute of Mechanical Engineering Technology (St. Rostov), Experimentellt forskningsinstitut för metallskärande verktygsmaskiner, design och tekniska institutet för tungteknik, Orgstankoprom, etc.

Motsvarande medlemmar I. M. Makarov, D. E. Okhotsimsky, såväl som kända forskare och 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 och andra.

Unga specialister utbildades genom systemet med universitetsutbildning, särskild gymnasie- och yrkesutbildning och genom systemet för omskolning och avancerad utbildning av arbetare.

Personalutbildning i huvudrobotspecialiteten "Robotiska system och komplex" genomfördes vid den tiden vid ett antal ledande universitet i landet (MSTU, SPPI, Kiev, Chelyabinsk, Krasnoyarsk Polytechnic Institutes, etc.).

Under många år har utvecklingen av robotik i Sovjetunionen och länderna i Östeuropa genomförts inom ramen för samarbetet mellan CMEA:s medlemsländer (Council for Mutual Economic Assistance). 1982 undertecknade cheferna för delegationerna ett allmänt avtal om multilateralt samarbete vid utveckling och organisation av produktion av industrirobotar, i samband med vilket Council of Chief Designers (SGC) skapades. I början av 1983 undertecknade CMEA-medlemmarna ett avtal om multilateral specialisering och samarbete vid tillverkning av industrirobotar och manipulatorer för olika ändamål, och i december 1985 antog den 41:a (extraordinära) CMEA-sessionen det omfattande programmet för vetenskapliga och tekniska framsteg av CMEA:s medlemsländer fram till 2000, där industrirobotar och robotisering av produktionen ingår som ett av de prioriterade områdena för integrerad automation.

Med deltagande av Sovjetunionen, Ungern, Tyska demokratiska republiken, Polen, Rumänien, Tjeckoslovakien och andra länder i det socialistiska lägret skapades framgångsrikt en ny industrirobot för elektrisk bågsvetsning "Interrobot-1" under dessa år. Med specialister från Bulgarien grundade forskare från Sovjetunionen till och med produktionsföreningen "Red Proletarian - Beroe", som var utrustad med moderna robotar med elektromekaniska drivningar av RB-240-serien. De var avsedda för hjälpoperationer: lastning och lossning av delar på metallskärmaskiner, byte av arbetsredskap, transport och palletering av delar, etc.

Sammanfattningsvis kan vi säga att i början av 90-talet producerades cirka 100 000 enheter industrirobotar i Sovjetunionen, som ersatte mer än en miljon arbetare, men de frigivna anställda fick fortfarande arbete. I Sovjetunionen utvecklades och producerades mer än 200 modeller av robotar. I slutet av 1989 var över 600 företag och mer än 150 forskningsinstitut och designbyråer en del av USSR Ministry of Instrument. Det totala antalet anställda i branschen översteg en miljon.

Sovjetiska ingenjörer planerade att introducera användningen av robotar inom nästan alla industriområden: maskinteknik, jordbruk, konstruktion, metallurgi, gruvdrift, lätt och livsmedelsindustri, men detta var inte avsett att gå i uppfyllelse.

Med förstörelsen av Sovjetunionen upphörde det planerade arbetet med utvecklingen av robotik på statlig nivå, och serieproduktionen av robotar upphörde. Även de robotar som redan användes inom industrin har försvunnit: produktionsmedlen privatiserades, sedan förstördes fabrikerna helt och den unika dyra utrustningen förstördes eller såldes för skrot. Kapitalismen har kommit.