Формирането и развитието на съветската роботика

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Добра обзорна статия за формирането и развитието на съветската роботика.

Роботизация в СССР

През XX век СССР всъщност беше един от световните лидери в роботиката. Противно на всички твърдения на буржоазни пропагандисти и политици, Съветският съюз за няколко десетилетия успя да се превърне от страна с народ, който не знае да чете и пише, в напреднала космическа сила.

Нека разгледаме някои - но в никакъв случай всички - примери за формирането и развитието на роботизирани решения.

През 30-те години на миналия век един от съветските ученици, Вадим Мацкевич, създава робот, който може да се движи с дясната си ръка. Създаването на робота продължи 2 години, като цялото това време момчето прекара в стругарските работилници на Новочеркаския политехнически институт. На 12-годишна възраст Вадим вече се отличаваше със своята изобретателност. Той създава радиоуправляем малък брониран автомобил, който изстрелва фойерверки.

Също през тези години се появяват автоматични линии за обработка на лагерни части, а след това, в края на 40-те години, за първи път в света е създадено комплексно производство на бутала за трактори. Всички процеси бяха автоматизирани: от товарене на суровини до опаковане на продукти.

В края на 40-те години съветският учен Сергей Лебедев завърши разработването на първия в Съветския съюз електронен цифров компютър MESM, който се появи през 1950 г. Този компютър стана най-бързият в Европа. Година по-късно Съветският съюз издаде заповед за разработване на системи за автоматично управление на военната техника и създаване на катедра по специална роботика и мехатроника.

През 1958 г. съветски учени разработват първия в света полупроводников AVM (аналогов компютър) MN-10, който печели гостите на изложението в Ню Йорк. В същото време кибернетикът Виктор Глушков изрази идеята за „мозъчни“компютърни структури, които да свързват милиарди процесори и да улесняват сливането на паметта на данните.

Аналогов компютър МН-10

В края на 50-те години на миналия век съветските учени успяха да снимат далечната страна на Луната за първи път. Това беше направено с помощта на автоматична станция "Луна-3". И на 24 септември 1970 г. съветският космически кораб Луна-16 достави проби от почвата от Луната на Земята. След това това се повтаря с апарата Луна-20 през 1972 г.

Едно от най-забележителните постижения на домашната роботика и наука беше създаването на конструкторско бюро на името на V. I. Лавочкин апарат "Луноход-1". Това е второ поколение сензорен робот. Оборудвана е със сензорни системи, сред които основна е системата за техническо виждане (STZ). Луноход-1 и Луноход-2, разработени през 1970-1973 г., управлявани от човек-оператор в режим на наблюдение, получаваха и предаваха ценна информация за лунната повърхност на Земята. А през 1975 г. в СССР са пуснати автоматичните междупланетни станции Венера-9 и Венера-10. С помощта на ретранслатори те предаваха информация за повърхността на Венера, кацайки върху нея.

Първият в света роувър "Луноход-1"

През 1962 г. в Политехническия музей се появява хуманоиден робот "РЕКС", който провежда екскурзии за деца.

От края на 60-те години в Съветския съюз започва масовото въвеждане на първите домашни роботи в промишлеността, развитието на научни и технически фондации и организации, свързани с роботиката. Изследването на подводни пространства от роботи започна да се развива бързо, военните и космическите разработки бяха подобрени.

Специално постижение в онези години е разработването на безпилотен разузнавателен самолет с голям обсег на действие DBR-1, който може да изпълнява мисии в цяла Западна и Централна Европа. Също така, този дрон получи обозначението I123K, серийното му производство е създадено от 1964 г.

DBR - 1

През 1966 г. учените от Воронеж изобретяват манипулатор за подреждане на метални листове.

Както бе споменато по-горе, развитието на подводния свят вървеше в крак с други технически пробиви. И така, през 1968 г. Институтът по океанология на Академията на науките на СССР, заедно с Ленинградския политехнически институт и други университети, създава един от първите роботи за изследване на подводния свят - компютърно управлявано устройство "Манта" (от типа "Октопод"). Неговата система за управление и сензорен апарат позволяваха да се улавя и вдига обект, посочен от оператора, да се довежда до „телеокото“или да се постави в бункер за изследване, както и да се търсят обекти в размирна вода.

През 1969 г. в Централния научноизследователски институт на Министерството на отбранителната индустрия под ръководството на Б. Н. Сурнин започва да създава индустриален робот "Universal-50". И през 1971 г. се появяват първите прототипи на промишлени роботи от първо поколение - роботи UM-1 (създадени под ръководството на П. Н. Белянин и Б. Ш. Розин) и UPK-1 (под ръководството на В. И. Аксенов), оборудвани с софтуерни системи управляват и са предназначени за извършване на механична обработка, студено щамповане, галванопластика.

Автоматизацията в онези години дори стигна дотам, че в едно от ателиетата беше въведена роботизирана фреза. Програмиран е за модел, измерващ размера на фигурата на клиента до изрязване на плата.

В началото на 70-те години много фабрики преминаха към автоматизирани линии. Така например петродворецката часовникарска фабрика „Ракета” се отказа от ръчния монтаж на механични часовници и премина към роботизирани линии, извършващи тези операции. Така повече от 300 работници бяха освободени от досадната работа и производителността на труда се увеличи 6 пъти. Качеството на продуктите се е подобрило и броят на бракуваните стоки е намалял драстично. За напреднало и рационално производство заводът е награден с орден на Трудовото Червено знаме през 1971 г.

Петродворец часовникарски завод "Ракета"

През 1973 г. първите в СССР мобилни индустриални роботи MP-1 и "Sprut" са сглобени и пуснати в производство в ОКБ ТК в Ленинградския политехнически институт, а година по-късно те дори проведоха първия световен шампионат по шах сред компютрите, където победител беше съветската програма "Каиса".

През същата 1974 г. Министерският съвет на СССР в постановление на правителството от 22 юли 1974 г. "За мерките за организиране на производството на автоматични програмирани манипулатори за машиностроене" посочва: да назначи ОКБ ТК като основна организация за развитие на промишлени роботи за машиностроенето. В съответствие с постановлението на Държавния комитет за наука и технологии на СССР бяха създадени първите 30 серийни индустриални робота за обслужване на различни индустрии: за заваряване, за обслужване на преси и металорежещи машини и др. В Ленинград започва разработването на магнитните навигационни системи Kedr, Invariant и Skat за космически кораби, подводници и самолети.

Въвеждането на различни изчислителни системи не стои на едно място. И така, през 1977 г. В. Бурцев създава първия симетричен многопроцесорен компютърен комплекс (MCC) "Елбрус-1". За междупланетни изследвания съветските учени създадоха интегрален робот "Кентавър", управляван от комплекса М-6000. Навигацията на този изчислителен комплекс се състоеше от жироскоп и система за отчитане на мъртви с одометър; той също беше оборудван с лазерен сканиращ дистанционер и тактилен сензор, който направи възможно получаването на информация за околната среда.

Най-добрите образци, създадени до края на 70-те, включват индустриални роботи като "Universal", PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 и редица други модели.

През 1978 г. СССР публикува каталог „Промишлени роботи“(M.: Min-Stankoprom на СССР; Министерство на висшето образование на РСФСР; NIIMash; Проектно бюро по техническа кибернетика в Ленинградския политехнически институт, 109 стр.), Което представи техническите характеристики на 52 модела индустриални роботи и два манипулатора с ръчно управление.

От 1969 до 1979 г. броят на комплексно механизираните и автоматизирани работилници и производства се увеличава от 22, 4 на 83, 5 хиляди, а механизираните предприятия - от 1, 9 на 6, 1 хиляди.

През 1979 г. в СССР започват да произвеждат високопроизводителни многопроцесорни UVK с преконфигурируема структура PS 2000, което прави възможно решаването на много математически и други проблеми. Разработена е технология за паралелизиране на задачи, което позволи да се развие идеята за система за изкуствен интелект. В Института по кибернетика под ръководството на Н. Амосов е създаден легендарният робот „Хлапето“, който се управлява от обучаваща невронна мрежа. Такава система, с помощта на която бяха проведени редица значими изследвания в областта на невронните мрежи, разкри предимствата в управлението на последните пред традиционните алгоритмични. В същото време Съветският съюз разработва революционен модел на компютър от второ поколение - BESM-6, в който за първи път се появява прототипът на съвременната кеш памет.

БЕСМ-6

Също през 1979 г. в Московския държавен технически университет. N. E. Bauman, по поръчка на КГБ, беше разработено устройство за обезвреждане на експлозивни предмети - свръхлек мобилен робот MRK-01 (характеристиките на робота могат да се видят на връзката).

До 1980 г. около 40 нови модела индустриални роботи влизат в серийно производство. Също така, в съответствие с програмата на Държавния стандарт на СССР, започва работа по стандартизацията и унификацията на тези роботи, а през 1980 г. се появява първият пневматичен индустриален робот с позиционно управление, оборудван с техническо виждане MP-8. Той е разработен от ОКБ ТК на Ленинградския политехнически институт, където е създаден Централният научноизследователски институт по роботика и техническа кибернетика (ЦНИИ РТК). Освен това учените са се занимавали с проблемите на създаването на разумни роботи.

Като цяло през 1980 г. броят на индустриалните роботи в СССР надхвърля 6000 броя, което е повече от 20% от общия брой в света.

През октомври 1982 г. СССР става организатор на международното изложение Industrial Robots-82. През същата година е публикуван каталог „Промишлени роботи и манипулатори с ръчно управление“(Москва: НИИМаш Министерство на машиностроенето на СССР, 100 стр.), В който са предоставени данни за промишлени роботи, произведени не само в СССР (67 модела), но и в България, Унгария, Източна Германия, Полша, Румъния и Чехословакия.

През 1983 г. СССР приема уникален комплекс P-700 "Гранит", разработен специално за ВМС, разработен от НПО Машиностроения (ОКБ-52), в който ракетите могат самостоятелно да се подреждат в бойни порядки и да разпределят цели по време на полет помежду си.

През 1984 г. са разработени системи за спасяване на информация от катастрофирали самолети и обозначаване на местата на катастрофата „Maple“, „Marker“и „Call“.

В Института по кибернетика по заповед на Министерството на отбраната на СССР през тези години е създаден автономен робот "МАВР", който може свободно да се насочва към целта през пресечен, труден терен. "MAVR" притежаваше висока проходимост и надеждна система за защита. Също през тези години е проектиран и внедрен първият пожарен робот.

През май 1984 г. правителството издава постановление „За ускоряване на работата по автоматизацията на машиностроителното производство на базата на напреднали технологични процеси и гъвкави регулируеми комплекси“, което дава нов скок в роботизацията в СССР. Отговорностите за прилагането на политиката в областта на създаването, въвеждането и поддържането на гъвкаво автоматизирано производство бяха възложени на Министерството на машиностроенето на СССР. По-голямата част от работата е извършена в машиностроене и металообработващи предприятия.

През 1984 г. вече има повече от 75 автоматизирани цеха и секции, оборудвани с роботи, процесът на интегрирано внедряване на индустриални роботи като част от технологични линии и гъвкави автоматизирани производствени съоръжения, които се използват в машиностроенето, приборостроенето, радио и електронната промишленост. набира сила.

В много предприятия на Съветския съюз бяха пуснати в експлоатация гъвкави производствени модули (PMM), гъвкави автоматизирани линии (GAL), секции (GAU) и цехове (GAC) с автоматизирани системи за транспорт и съхранение (ATSS). До началото на 1986 г. броят на такива системи наброяваше повече от 80, те включват автоматично управление, смяна на инструменти и отстраняване на чипове, поради което времето на производствения цикъл е намалено с 30 пъти, спестяването на производствена площ се увеличава с 30-40 %.

Гъвкави модули за производство

През 1985 г. ЦНИИ РТК започва разработването на система от бордови роботи за МКС "Буран", оборудвана с два манипулатора с дължина 15 м, осветителни, телевизионни и телеметрични системи. Основните задачи на системата бяха да извършва операции с многотонни товари: разтоварване, скачване с орбиталната станция. А през 1988 г. е изстреляна МКС Енергия-Буран. Автори на проекта са В. П. Глушко и други съветски учени. МКС Енергия-Буран се превърна в най-значимия и напреднал проект от 80-те години на миналия век в СССР.

МКС "Енергия-Буран"

През 1981-1985г. в СССР имаше известен спад в производството на роботи поради световната криза в отношенията между страните, но до началото на 1986 г. в предприятията на Министерството на приборите на СССР вече функционираха повече от 20 000 индустриални роботи.

До края на 1985 г. броят на индустриалните роботи в СССР се приближава до 40 000, което съставлява около 40% от всички роботи в света. За сравнение: в САЩ този брой е няколко пъти по-малък. Роботите са широко въведени в икономиката и индустрията.

След трагичните събития в атомната електроцентрала в Чернобил Московският държавен технически университет на име Бауман, съветските инженери В. Шведов, В. Доротов, М. Чумаков, А. Калинин бързо и успешно разработиха мобилни роботи, които помогнаха за извършването на необходимите изследвания и работа след бедствието в опасни зони - MRK и Mobot-ChKhV. Известно е, че по това време роботизирани устройства са били използвани както под формата на радиоуправляеми булдозери, така и специални роботи за дезинфекция на околността, покрива и сградата на аварийния блок на атомната електроцентрала.

Mobot-CHHV (мобилен робот, Чернобил, за химически войски)

До 1985 г. СССР разработи Госстандарти за промишлени роботи и манипулатори: стандарти като GOST 12.2.072-82 „Промишлени роботи. Роботизирани технологични комплекси и секции. Общи изисквания за безопасност ", GOST 25686-85" Манипулатори, автооператори и промишлени роботи. Термини и определения "и GOST 26053-84" Индустриални роботи. Правила за приемане. Методи за изпитване".

В края на 80-те години задачата за роботизиране на националната икономика придоби голяма спешност: минната, металургичната, химическата, леката и хранително-вкусовата промишленост, селското стопанство, транспорта и строителството. Технологията за изработка на инструменти беше широко развита, която премина към микроелектронната база.

В късните съветски години роботът можеше да замени от един до трима души в производството, в зависимост от смяната, увеличи производителността на труда с около 20-40% и замести основно нискоквалифицираните работници. Предизвикателството за съветските учени и разработчици беше да намалят цената на робота, тъй като това силно ограничаваше повсеместната роботика.

В СССР редица научни и производствени екипи са участвали в разработването на теоретичните основи на роботиката, развитието на научни и технически идеи, създаването и изследването на роботи и роботизирани системи през онези години: MSTU im. N. E. Бауман, Машиностроителен институт. А. А. Благонравова, Централен научно-изследователски институт по роботика и техническа кибернетика (ЦНИИ РТК) на Санкт Петербургския политехнически институт, Институт по електрозаваряване им. Е. О. Патон (Украйна), Институт по приложна математика, Институт по проблеми на управлението, Изследователски институт по технологии на машиностроенето (Св. Ростов), Експериментално-изследователски институт по металорежещи машини, Проектно-технологичен институт по тежко машиностроене, Оргстанкопром и др.

Членове-кореспонденти И. М. Макаров, Д. Е. Охотсимски, както и известни учени и специалисти М. Б. Игнатиев, Д. А. Поспелов, А. Б. Кобрински, G. N. Рапопорт, B. C. Гурфинкел, Н. А. Лакота, Ю. Г. Козирев, В. С. Кулешов, Ф. М. Кулаков, B. C. Ястребов, Е. Г. Нахапетян, A. V. Тимофеев, B. C. Рибак, М. С. Ворошилов, А. К. Платонов, Г. П. Катис, A. P. Бесонов, А. М. Покровски, Б. Г. Аветиков, A. I. Корендясев и др.

Обучаваха се млади специалисти чрез системата на университетско обучение, средно специално и професионално образование и чрез системата за преквалификация и повишаване на квалификацията на работниците.

По това време в редица водещи университети в страната (MSTU, SPPI, Киев, Челябинск, Красноярск политехнически институти и др.) се провежда обучение на персонал по основната роботизирана специалност „Роботехнически системи и комплекси“.

В продължение на много години развитието на роботиката в СССР и страните от Източна Европа се осъществяваше в рамките на сътрудничеството между страните-членки на СИВ (Съвет за икономическа взаимопомощ). През 1982 г. ръководителите на делегациите подписват Общо споразумение за многостранно сътрудничество в развитието и организацията на производството на промишлени роботи, във връзка с което е създаден Съветът на главните конструктори (SGC). В началото на 1983 г. членовете на СИВ подписват Споразумение за многостранна специализация и сътрудничество в производството на промишлени роботи и манипулатори за различни цели, а през декември 1985 г. на 41-та (извънредна) сесия на СИВ приема Цялостната програма за научно-технически прогрес. на страните членки на СИВ до 2000 г., в която промишлените роботи и роботизацията на производството са включени като една от приоритетните области за интегрирана автоматизация.

С участието на СССР, Унгария, Германската демократична република, Полша, Румъния, Чехословакия и други страни от социалистическия лагер в онези години успешно беше създаден нов индустриален робот за електродъгово заваряване "Интерробот-1". Със специалисти от България учени от СССР дори основават производствено дружество "Червен пролетар - Берое", което е оборудвано със съвременни роботи с електромеханични задвижвания от серия РБ-240. Предназначени са за спомагателни операции: товарене и разтоварване на части на металорежещи машини, смяна на работни инструменти, транспортиране и палетизиране на части и др.

Обобщавайки, можем да кажем, че до началото на 90-те години в Съветския съюз са произведени около 100 000 единици индустриални роботи, които заменят повече от милион работници, но освободените служители все още намират работа. В СССР са разработени и произведени повече от 200 модела роботи. До края на 1989 г. над 600 предприятия и повече от 150 научноизследователски института и конструкторски бюра са част от Министерството на приборите на СССР. Общият брой на служителите в бранша надхвърли един милион.

Съветските инженери планираха да въведат използването на роботи в почти всички области на индустрията: машиностроенето, селското стопанство, строителството, металургията, минното дело, леката и хранително-вкусовата промишленост, но това не беше предопределено да се сбъдне.

С унищожаването на СССР планираната работа по развитието на роботиката на държавно ниво спря и серийното производство на роботи спря. Дори онези роботи, които вече са били използвани в индустрията, изчезнаха: средствата за производство бяха приватизирани, след това фабриките бяха напълно разрушени, а уникалното скъпо оборудване беше унищожено или продадено за скрап. Дойде капитализмът.