Vorming en ontwikkeling van Sovjet-robotica

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Een goed overzichtsartikel over de vorming en ontwikkeling van Sovjet-robotica.

Robotisering in de USSR

In de twintigste eeuw was de USSR eigenlijk een van de wereldleiders op het gebied van robotica. In tegenstelling tot alle beweringen van burgerlijke propagandisten en politici, kon de Sovjet-Unie zich in enkele decennia van een land met een volk dat niet kon lezen en schrijven veranderen in een geavanceerde ruimtemacht.

Laten we eens kijken naar enkele - maar lang niet alle - voorbeelden van de vorming en ontwikkeling van robotoplossingen.

In de jaren dertig creëerde een van de Sovjet-schoolkinderen, Vadim Matskevich, een robot die met zijn rechterhand kon bewegen. De creatie van de robot duurde 2 jaar, al die tijd bracht de jongen door in de draaiwerkplaatsen van het Novocherkassk Polytechnic Institute. Op 12-jarige leeftijd onderscheidde Vadim zich al door zijn vindingrijkheid. Hij creëerde een radiografisch bestuurbare kleine gepantserde auto die vuurwerk afvuurde.

Ook in deze jaren verschenen automatische lijnen voor de verwerking van lageronderdelen, en toen, aan het einde van de jaren 40, werd voor het eerst ter wereld een complexe productie van zuigers voor tractormotoren gecreëerd. Alle processen werden geautomatiseerd: van het laden van grondstoffen tot het verpakken van producten.

Aan het eind van de jaren 40 voltooide de Sovjetwetenschapper Sergei Lebedev de ontwikkeling van de eerste in de elektronische digitale computer MESM van de Sovjet-Unie, die in 1950 verscheen. Deze computer werd de snelste van Europa. Een jaar later vaardigde de Sovjet-Unie een bevel uit over de ontwikkeling van automatische controlesystemen voor militaire uitrusting en de oprichting van de afdeling Speciale Robotica en Mechatronica.

In 1958 ontwikkelden Sovjetwetenschappers 's werelds eerste halfgeleider AVM (analoge computer) MN-10, die de gasten van de tentoonstelling in New York won. Tegelijkertijd sprak cybernetische wetenschapper Viktor Glushkov het idee uit van "hersenachtige" computerstructuren die miljarden processors zouden verbinden en de fusie van datageheugen zouden vergemakkelijken.

Analoge computer MN-10

Eind jaren vijftig konden Sovjetwetenschappers voor het eerst de achterkant van de maan fotograferen. Dit werd gedaan met behulp van het automatische station "Luna-3". En op 24 september 1970 bracht het Sovjet-ruimtevaartuig Luna-16 grondmonsters van de maan naar de aarde. Dit werd vervolgens herhaald met het Luna-20-apparaat in 1972.

Een van de meest opvallende prestaties van huishoudelijke robotica en wetenschap was de oprichting van het ontwerpbureau vernoemd naar V. I. Lavochkin-apparaat "Lunokhod-1". Dit is een detectierobot van de tweede generatie. Het is uitgerust met sensorsystemen, waarvan de belangrijkste het technisch zichtsysteem (STZ) is. Lunokhod-1 en Lunokhod-2, ontwikkeld in 1970-1973, bestuurd door een menselijke operator in supervisiemodus, ontvingen en stuurden waardevolle informatie over het maanoppervlak naar de aarde. En in 1975 werden de automatische interplanetaire stations Venera-9 en Venera-10 gelanceerd in de USSR. Met behulp van repeaters stuurden ze informatie over het oppervlak van Venus en landden erop.

's Werelds eerste rover "Lunokhod-1"

In 1962 verscheen een humanoïde robot "REKS" in het Polytechnisch Museum, dat excursies voor kinderen uitvoerde.

Sinds het einde van de jaren 60 begon de massale introductie van de eerste huishoudelijke robots in de industrie in de Sovjet-Unie, de ontwikkeling van wetenschappelijke en technische stichtingen en organisaties met betrekking tot robotica. De verkenning van onderwaterruimten door robots begon zich snel te ontwikkelen, militaire en ruimtevaartontwikkelingen werden verbeterd.

Een bijzondere prestatie in die jaren was de ontwikkeling van een onbemand langeafstandsverkenningsvliegtuig DBR-1, dat missies kon uitvoeren in heel West- en Centraal-Europa. Ook kreeg deze drone de aanduiding I123K, de serieproductie is sinds 1964 gevestigd.

DBR - 1

In 1966 vonden wetenschappers van Voronezh een manipulator uit voor het stapelen van metalen platen.

Zoals hierboven vermeld, hield de ontwikkeling van de onderwaterwereld gelijke tred met andere technische doorbraken. Dus in 1968 creëerde het Instituut voor Oceanologie van de Academie van Wetenschappen van de USSR, samen met het Leningrad Polytechnic Institute en andere universiteiten, een van de eerste robots voor de verkenning van de onderwaterwereld - een computergestuurd apparaat "Manta" (van het type "Octopus"). Het controlesysteem en het sensorische apparaat maakten het mogelijk om een door de operator aangewezen object te vangen en op te pakken, naar het "tele-oog" te brengen of in een bunker te plaatsen voor studie, evenals het zoeken naar objecten in troebel water.

In 1969 werd bij het Centraal Onderzoeksinstituut van het Ministerie van Defensie Industrie onder leiding van B. N. Surnin begon een industriële robot "Universal-50" te maken. En in 1971 verschenen de eerste prototypen van industriële robots van de eerste generatie - robots UM-1 (gemaakt onder leiding van PNBelyanin en B. Sh. Rozin) en UPK-1 (onder leiding van VI Aksenov), uitgerust met software systeem controles en ontworpen om machinale bewerkingen, koud stampen, galvaniseren uit te voeren.

De automatisering bereikte in die jaren zelfs het punt dat een robotsnijder in een van de ateliers werd geïntroduceerd. Het was geprogrammeerd voor een patroon, het meten van de grootte van het figuur van de klant tot het snijden van de stof.

Begin jaren 70 schakelden veel fabrieken over op geautomatiseerde lijnen. Bijvoorbeeld, de Petrodvorets horlogefabriek "Raketa" verliet de handmatige assemblage van mechanische horloges en schakelde over op robotlijnen die deze operaties uitvoerden. Zo werden meer dan 300 arbeiders bevrijd van vervelend werk en werd de arbeidsproductiviteit 6 keer hoger. De kwaliteit van de producten is verbeterd en het aantal afkeuringen is drastisch gedaald. Voor geavanceerde en rationele productie werd de fabriek in 1971 onderscheiden met de Order of the Red Banner of Labour.

Petrodvorets horlogefabriek "Raketa"

In 1973 werden de eerste in de USSR mobiele industriële robots MP-1 en "Sprut" geassembleerd en in productie genomen bij de OKB TC van het Leningrad Polytechnic Institute, en een jaar later hielden ze zelfs het eerste wereldkampioenschap schaken onder computers, waar de winnaar was het Sovjetprogramma "Kaissa".

In hetzelfde 1974 gaf de Raad van Ministers van de USSR in een regeringsdecreet van 22 juli 1974 "Over maatregelen om de productie van automatisch geprogrammeerde manipulatoren voor werktuigbouwkunde te organiseren" aan: om de OKB TK aan te wijzen als de belangrijkste organisatie voor de ontwikkeling van industriële robots voor de machinebouw. In overeenstemming met het decreet van het USSR Staatscomité voor Wetenschap en Technologie, werden de eerste 30 seriële industriële robots gemaakt om verschillende industrieën te bedienen: voor lassen, voor onderhoud van persen en werktuigmachines, enz. De ontwikkeling van de Kedr, Invariant en Skat magnetische navigatiesystemen voor ruimteschepen, onderzeeërs en vliegtuigen begon in Leningrad.

De introductie van verschillende rekensystemen stond niet stil. Dus in 1977 creëerde V. Burtsev het eerste symmetrische multiprocessor computercomplex (MCC) "Elbrus-1". Voor interplanetair onderzoek hebben Sovjetwetenschappers een integrale robot "Centaur" gemaakt die wordt bestuurd door het M-6000-complex. De navigatie van dit rekencomplex bestond uit een gyroscoop en een gegist bestek met een kilometerteller, het was ook uitgerust met een laserscanning-afstandsmeter en een tactiele sensor die het mogelijk maakte om informatie over de omgeving te verkrijgen.

De beste voorbeelden die aan het einde van de jaren 70 zijn gemaakt, zijn industriële robots zoals "Universal", PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 en een aantal andere modellen.

In 1978 publiceerde de USSR een catalogus "Industrial robots" (M.: Min-Stankoprom van de USSR; Ministerie van Hoger Onderwijs van de RSFSR; NIIMash; Design Bureau of Technical Cybernetics aan het Leningrad Polytechnic Institute, 109 p.), Welke presenteerde de technische kenmerken van 52 modellen van industriële robots en twee manipulatoren met handmatige bediening.

Van 1969 tot 1979 nam het aantal volledig gemechaniseerde en geautomatiseerde werkplaatsen en industrieën toe van 22, 4 tot 83, 5 duizend en gemechaniseerde ondernemingen - van 1, 9 tot 6, 1 duizend.

In 1979, in de USSR, begonnen ze krachtige multiprocessor-UVK's te produceren met een herconfigureerbare PS 2000-structuur, die het mogelijk maakte om veel wiskundige en andere problemen op te lossen. Er werd een technologie ontwikkeld voor het parallelliseren van taken, waardoor het idee van een artificieel intelligentiesysteem kon ontstaan. Aan het Institute of Cybernetics, onder leiding van N. Amosov, werd de legendarische robot "Kid" gemaakt, die werd bestuurd door een lerend neuraal netwerk. Een dergelijk systeem, met behulp waarvan een aantal belangrijke studies op het gebied van neurale netwerken werden uitgevoerd, onthulde de voordelen bij het beheer van deze laatste ten opzichte van traditionele algoritmische netwerken. Tegelijkertijd ontwikkelde de Sovjet-Unie een revolutionair model van de tweede generatie computer - BESM-6, waarin het prototype van modern cachegeheugen voor het eerst verscheen.

BESM-6

Ook in 1979 aan de Technische Staatsuniversiteit van Moskou. N. E. Bauman is in opdracht van de KGB een apparaat ontwikkeld voor het verwijderen van explosieve objecten - een ultralichte mobiele robot MRK-01 (de kenmerken van de robot zijn te zien op de link).

Tegen 1980 kwamen ongeveer 40 nieuwe modellen van industriële robots in serieproductie. Ook werd, in overeenstemming met het programma van de USSR State Standard, begonnen met de standaardisatie en unificatie van deze robots, en in 1980 verscheen de eerste pneumatische industriële robot met positionele controle, uitgerust met MP-8 technische visie. Het werd ontwikkeld door de OKB TC van het Leningrad Polytechnic Institute, waar het Central Research and Development Institute of Robotics and Technical Cybernetics (TsNII RTK) werd opgericht. Ook hebben wetenschappers aandacht besteed aan de problemen van het creëren van bewuste robots.

Over het algemeen bedroeg het aantal industriële robots in de USSR in 1980 meer dan 6.000 stuks, wat meer dan 20% van het totale aantal in de wereld was.

In oktober 1982 werd de USSR de organisator van de internationale tentoonstelling Industrial Robots-82. In hetzelfde jaar werd een catalogus gepubliceerd "Industriële robots en manipulatoren met handmatige bediening" (Moskou: NIIMash USSR Ministry of Machine-Tool Industry, 100 p.), Die gegevens opleverde over industriële robots die niet alleen in de USSR werden geproduceerd (67 modellen), maar ook in Bulgarije, Hongarije, Oost-Duitsland, Polen, Roemenië en Tsjecho-Slowakije.

In 1983 nam de USSR een uniek P-700 "Granit" -complex aan, speciaal ontwikkeld voor de marine, ontwikkeld door NPO Mashinostroyenia (OKB-52), waarin raketten onafhankelijk in gevechtsformatie konden opstellen en doelen tijdens de vlucht onderling konden verdelen.

In 1984 werden systemen ontwikkeld voor het redden van informatie van neergestorte vliegtuigen en het aanwijzen van crashlocaties "Maple", "Marker" en "Call".

Bij het Instituut voor Cybernetica werd in opdracht van het Ministerie van Defensie van de USSR in deze jaren een autonome robot "MAVR" gemaakt, die vrijelijk door ruig, moeilijk terrein naar het doelwit kon gaan. "MAVR" bezat een hoge cross-country capaciteit en een betrouwbaar beschermingssysteem. Ook in deze jaren werd de eerste brandweerrobot ontworpen en geïmplementeerd.

In mei 1984 vaardigde de regering een decreet uit "Over de versnelling van het werk aan de automatisering van de productie van machinebouw op basis van geavanceerde technologische processen en flexibele aanpasbare complexen", wat een nieuwe sprong voorwaarts in robotisering in de USSR gaf. Verantwoordelijkheden voor de uitvoering van het beleid op het gebied van creatie, introductie en onderhoud van flexibele geautomatiseerde productie werden toegewezen aan het USSR-ministerie van Machine-Tool Industry. De meeste werkzaamheden vonden plaats bij werktuigbouwkundige en metaalverwerkende bedrijven.

In 1984 waren er al meer dan 75 geautomatiseerde werkplaatsen en secties uitgerust met robots, het proces van geïntegreerde implementatie van industriële robots als onderdeel van technologische lijnen en flexibele geautomatiseerde productiefaciliteiten die werden gebruikt in de machinebouw, instrumentenbouw, radio en elektronische industrie was aan kracht winnen.

Bij veel ondernemingen in de Sovjet-Unie werden flexibele productiemodules (PMM), flexibele geautomatiseerde lijnen (GAL), secties (GAU) en werkplaatsen (GAC) met geautomatiseerde transport- en opslagsystemen (ATSS) in gebruik genomen. Aan het begin van 1986 bedroeg het aantal van dergelijke systemen meer dan 80, ze omvatten automatische controle, gereedschapswisseling en spaanverwijdering, waardoor de productiecyclustijd met 30 keer werd verkort, de besparing van het productiegebied met 30-40 toenam %.

Flexibele productiemodules

In 1985 begon TsNII RTK met de ontwikkeling van een systeem van robots aan boord voor het ISS "Buran", uitgerust met twee manipulatoren van 15 m lang, verlichting, televisie en telemetriesystemen. De belangrijkste taken van het systeem waren het uitvoeren van bewerkingen met lading van meerdere ton: lossen, aanmeren met het orbitale station. En in 1988 werd het ISS Energia-Buran gelanceerd. De auteurs van het project waren V. P. Glushko en andere Sovjetwetenschappers. Het ISS Energia-Buran werd het belangrijkste en meest geavanceerde project van de jaren tachtig in de USSR.

ISS "Energia-Buran"

In 1981-1985. in de USSR was er een zekere afname van de productie van robots als gevolg van de wereldcrisis in de betrekkingen tussen de landen, maar begin 1986 functioneerden al meer dan 20.000 industriële robots bij de ondernemingen van het USSR Ministry of Instruments.

Tegen het einde van 1985 naderde het aantal industriële robots in de USSR de 40.000, wat ongeveer 40% van alle robots ter wereld uitmaakt. Ter vergelijking: in de VS was dit aantal meerdere malen lager. Robots zijn op grote schaal geïntroduceerd in de economie en de industrie.

Na de tragische gebeurtenissen in de kerncentrale van Tsjernobyl, vernoemd naar de Technische Staatsuniversiteit van Moskou Bauman, Sovjet-ingenieurs V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin ontwikkelden snel en met succes mobiele robots die hielpen bij het uitvoeren van het nodige onderzoek en werk na de ramp in gevaarlijke gebieden - MRK en Mobot-ChKhV. Het is bekend dat in die tijd robottoestellen werden gebruikt zowel in de vorm van radiografisch bestuurbare bulldozers als speciale robots voor het desinfecteren van de omgeving, het dak en de bouw van de noodeenheid van de kerncentrale.

Mobot-CHHV (mobiele robot, Tsjernobyl, voor chemische troepen)

In 1985 had de USSR Gos-standaarden ontwikkeld voor industriële robots en manipulatoren: standaarden zoals GOST 12.2.072-82 "Industriële robots. Robotachtige technologische complexen en secties. Algemene veiligheidseisen ", GOST 25686-85" Manipulatoren, auto-operators en industriële robots. Termen en definities "en GOST 26053-84" Industriële robots. Acceptatie regels. Testmethoden ".

Tegen het einde van de jaren 80 kreeg de taak om de nationale economie te robotiseren grote urgentie: mijnbouw, metallurgische, chemische, lichte en voedselindustrieën, landbouw, transport en bouw. De technologie van het maken van instrumenten werd op grote schaal ontwikkeld, die werd doorgegeven aan de micro-elektronische basis.

In de late Sovjetjaren kon een robot één tot drie mensen in de productie vervangen, afhankelijk van de ploeg, verhoogde de arbeidsproductiviteit met ongeveer 20-40% en verving voornamelijk laaggeschoolde arbeiders. De uitdaging voor Sovjet-wetenschappers en -ontwikkelaars was om de kosten van de robot te verlagen, omdat dit de alomtegenwoordige robotica enorm beperkte.

In de USSR waren in die jaren een aantal wetenschappelijke en productieteams betrokken bij de ontwikkeling van de theoretische grondslagen van robotica, de ontwikkeling van wetenschappelijke en technische ideeën, de creatie en het onderzoek van robots en robotsystemen: MSTU im. N. E. Bauman, Instituut voor Werktuigbouwkunde. AA Blagonravova, Central Research and Development Institute of Robotics and Technical Cybernetics (TsNII RTK) van het St. Petersburg Polytechnic Institute, Institute of Electric Welding vernoemd naar EO Paton (Oekraïne), Instituut voor Toegepaste Wiskunde, Instituut voor Controleproblemen, Onderzoeksinstituut voor Werktuigbouwkunde (St. Rostov), Experimenteel onderzoeksinstituut voor metaalbewerkingsmachines, ontwerp- en technologisch instituut voor zware engineering, Orgstankoprom, enz.

Corresponderende leden I. M. Makarov, D. E. Okhotsimsky, evenals beroemde wetenschappers en specialisten M. B. Ignajev, DA Pospelov, A. B. Kobrinsky, GN. Rapoport, BC Gurfinkel, NA Lakota, Yu. G. Kozyrev, V. S. Kuleshov, F. M. Kulakov, B. C. Yastrebov, E. G. Nahapetyan, AV Timofeev, BC Rybak, MS Voroshilov, A. K. Platonov, GP Katys, AP Bessonov, A. M. Pokrovski, B. G. Avetikov, A. I. Korendyasev en anderen.

Jonge specialisten werden opgeleid via het systeem van universitaire opleiding, speciaal secundair en beroepsonderwijs en via het systeem van om- en bijscholing van arbeiders.

Personeelstraining in de belangrijkste robotspecialiteit "Robotische systemen en complexen" werd in die tijd uitgevoerd in een aantal toonaangevende universiteiten in het land (MSTU, SPPI, Kiev, Chelyabinsk, Krasnoyarsk Polytechnic Institutes, enz.).

Gedurende vele jaren werd de ontwikkeling van robotica in de USSR en de landen van Oost-Europa uitgevoerd in het kader van samenwerking tussen de CMEA-lidstaten (Council for Mutual Economic Assistance). In 1982 ondertekenden de hoofden van de delegaties een Algemene Overeenkomst inzake Multilaterale Samenwerking bij de Ontwikkeling en Organisatie van de Productie van Industriële Robots, in het kader waarvan de Raad van Hoofdontwerpers (SGC) werd opgericht. Begin 1983 ondertekenden de CMEA-leden een overeenkomst over multilaterale specialisatie en samenwerking bij de productie van industriële robots en manipulatoren voor verschillende doeleinden, en in december 1985 nam de 41e (buitengewone) CMEA-sessie het alomvattend programma voor wetenschappelijke en technologische vooruitgang aan van de CMEA-lidstaten tot 2000, waarin industriële robots en robotisering van de productie zijn opgenomen als een van de prioriteitsgebieden voor geïntegreerde automatisering.

Met de deelname van de USSR, Hongarije, de Duitse Democratische Republiek, Polen, Roemenië, Tsjechoslowakije en andere landen van het socialistische kamp, werd in die jaren met succes een nieuwe industriële robot voor elektrisch booglassen "Interrobot-1" gecreëerd. Met specialisten uit Bulgarije hebben wetenschappers uit de USSR zelfs de productievereniging "Red Proletarian - Beroe" opgericht, die was uitgerust met moderne robots met elektromechanische aandrijvingen van de RB-240-serie. Ze waren bedoeld voor hulpwerkzaamheden: het laden en lossen van onderdelen op metaalsnijmachines, het wisselen van werkgereedschap, het transporteren en palletiseren van onderdelen, enz.

Samenvattend kunnen we zeggen dat tegen het begin van de jaren 90 ongeveer 100.000 eenheden industriële robots werden geproduceerd in de Sovjet-Unie, die meer dan een miljoen arbeiders verving, maar de vrijgelaten werknemers vonden nog steeds werk. In de USSR werden meer dan 200 modellen van robots ontwikkeld en geproduceerd. Eind 1989 maakten meer dan 600 ondernemingen en meer dan 150 onderzoeksinstituten en ontwerpbureaus deel uit van het Ministerie van Instrumenten van de USSR. Het totale aantal werknemers in de industrie overschreed een miljoen.

Sovjet-ingenieurs waren van plan om het gebruik van robots in bijna alle sectoren van de industrie te introduceren: machinebouw, landbouw, bouw, metallurgie, mijnbouw, lichte en voedselindustrieën, maar dit was niet voorbestemd om uit te komen.

Met de vernietiging van de USSR stopte het geplande werk aan de ontwikkeling van robotica op staatsniveau en stopte de serieproductie van robots. Zelfs de robots die al in de industrie werden gebruikt, zijn verdwenen: de productiemiddelen werden geprivatiseerd, daarna werden de fabrieken volledig geruïneerd en de unieke dure apparatuur werd vernietigd of voor schroot verkocht. Het kapitalisme is gekomen.