自动机

自动机(Automaton)是自操作机器,或设计成自动遵循预定操作序列或响应预定指令的机器或控制机构。一些自动机,例如机械钟表中的bellstrikers,旨在为不经意的观察者提供他们在自己的力量下操作的幻觉。

词源
“自动机”这个词是希腊语αὐτόματον,自动机,(中性)“按照自己的意愿行事”的拉丁化。荷马首次使用这个词来描述自动门打开或轮式三脚架的自动移动。它更常用于描述非电子移动机器,特别是那些已经被制作成类似于人类或动物行为的机器,例如旧公共醒目时钟上的插孔,或杜鹃时钟上的布谷鸟和任何其他动画人物。

历史


希腊神话中有许多自动机的例子:赫菲斯托斯为他的工作室创造了自动机; 塔洛斯是一个青铜的人造人; 代达罗斯用动画银器在他动人的雕像中安装声音; Phaiakians的Alkinous国王雇用了金银监狱。

希腊化世界中的自动机旨在用作展示基本科学原理的工具,玩具,宗教偶像或原型。许多水动力自动机是由希腊发明家Ktesibios和亚历山大大图书馆的第一任负责人建造的,例如他“用水来吹响哨子并制作模型猫头鹰。他发明了世界上第一个”杜鹃“时钟”。这种传统在亚历山大港继续发展,如希腊数学家亚历山大的英雄(有时称为苍鹭),其水力学,气动学和力学的着作描述了虹吸管,消防车,水器,aeolipile和可编程推车。

众所周知,复杂的机械装置存在于希腊化的希腊,但唯一幸存的例子是Antikythera机制,这是最早的已知模拟计算机。它被认为最初来自罗得岛,那里显然有机械工程的传统; 该岛以其自动化而闻名; 引用品达第七届奥运会颂歌:

动画人物站着
装饰每条公共街道
似乎用石头呼吸,或者
移动他们的大理石脚。
然而,从最近的碎片扫描中收集到的信息表明它可能来自西西里岛科林斯的殖民地,并暗示与阿基米德的联系。

根据犹太人的传说,所罗门利用他的智慧设计了一个机械动物的宝座,当他升天时,他称赞他为国王; 坐在一只老鹰身上会把一个王冠放在他的头上,一只鸽子会给他带来一个托拉卷轴。还有人说,当所罗门王登上王位时,一个机制开始运转。一踏上第一步,一只金牛和一只金狮子伸出一只脚来支撑着他,帮助他迈向下一步。在每一边,动物帮助国王,直到他舒适地坐在宝座上。

在中国古代,在公元前3世纪写的列子文本中发现了一个关于自动机的奇怪叙述。其中描述了周穆王(公元前1023-957)和一位名叫严实的机械工程师(一位’设计者’)之间的早期遭遇。后者自豪地向国王展示了他的机械手工的真人大小的人形形象:

国王惊讶地盯着这个人物。它走得很快,上下移动头部,这样任何人都可以把它带到一个活着的人类身上。设计者触摸了下巴,开始唱歌,完美地调整。他摸了摸手,开始摆姿势,保持着完美的时间……当表演结束时,机器人眨了眨眼睛,向出席的女士们挺身而出,于是国王变得愤怒,本来就有了Yen Shih [严实]当场执行并不是后者,在凡人的恐惧中,立即将机器人分成碎片让他看到它到底是什么。事实上,它只是一种皮革,木材,胶水和漆的结构,各种颜色的白色,黑色,红色和蓝色。仔细检查,国王发现所有的内脏完整 – 肝脏,胆,心脏,肺,脾,肾,胃和肠; 再过这些,肌肉,骨骼和四肢的关节,皮肤,牙齿和头发,都是人造的……国王试图夺走心脏的效果,发现嘴巴不再说话了; 他带走了肝脏,眼睛再也看不见了; 他带走了肾脏,双腿失去了运动的力量。国王很高兴。

其他值得注意的自动机示例包括Aulus Gellius提到的Archytas的鸽子。类似的中国飞行自动机的描述是公元前5世纪的墨家哲学家墨子和他的当代鲁班人写的,他们根据韩非子和其他文本制作了可以成功飞行的人造木鸟(马元)。

中世纪
自动机的制造传统在希腊世界延续到中世纪。他在949年访问君士坦丁堡时,克雷莫纳的利奥普兰大使描述了皇帝Theophilos宫殿的自动化,包括

“狮子,用青铜或木头覆盖着金子,用尾巴击打地面,用张开的嘴巴和颤抖的舌头咆哮着,”“一棵镀金的青铜树,树枝上装满了鸟儿,同样用青铜镀金,这些发出的嘶嘶声适合于他们的物种“和”皇帝的宝座“本身”,它是以一种狡猾的方式制造的,有时它落在地上,而在另一个时刻,它升得更高,并且被看到了空气。”

Luitprand的当代君士坦丁Porphyrogenitus(后来成为皇帝)在他的书“ΠερὶτῆςΒασιλείουΤάξεως”中描述了王座室内的类似自动机(唱歌鸟,咆哮和移动的狮子)。

在8世纪中期,建造了第一个风力自动机:“随着四个大门的圆顶和巴格达圆形城市的宫殿建筑物的风转动的雕像”。“风力雕像的公众场景在’阿拔斯王朝宫殿中有其私人对应物,各种类型的自动机主要展示在其中。” 同样在8世纪,穆斯林炼金术士JābiribnHayyān(Geber)在其编码的“石头之书”中加入了构造人造蛇,蝎子和人类的食谱,这些食谱将受到创造者的控制。在827年,哈里发Al-Ma’mun在他的巴格达宫殿里有一棵银色和金色的树,它有一台自动机器的特征。穆斯林发明家和工程师在这棵树的摇摆树枝上自动演唱金属鸟。[需要的页面]阿拔斯王朝的哈里发Al-Muqtadir在915年在巴格达的宫殿中也有一棵金色的树,上面有鸟儿拍打他们的翅膀和歌声。在9世纪,BanūMūsā兄弟发明了一种可编程的自动长笛演奏者,他们在他们的“巧妙设备之书”中对此进行了描述。

Al-Jazari描述了他在1206年在“巧妙机械装置知识书”中设计和建造的其他机器中的复杂可编程人形自动机。他的自动机是一艘船,有四名自动音乐家漂浮在湖面上招待贵宾参加皇家酒会。他的机制有一个可编程的鼓机,带有钉子(凸轮),可以撞到操作撞击器的小杆上。如果钉子被移动,鼓手可以制作出不同的节奏和鼓模式。根据Charles B. Fowler的说法,自动机是一个“机器人乐队”,在每次音乐选择中表演了“超过五十个面部和身体动作”。

Al-Jazari建造了一个洗手自动机,首先使用现在用于现代厕所的冲洗机构。它有一个女性自动机站在一个装满水的盆地。当用户拉动杠杆时,水排出并且自动机重新填充水池。他的“孔雀喷泉”是另一种更为精致的洗手设备,其特色是人形自动机作为提供肥皂和毛巾的仆人。Mark E. Rosheim将其描述如下:“在孔雀的尾巴上拔一个塞子将水从喙中释放;当盆中的脏水填充空心基部时,浮子上升并启动一个连杆,使得仆人形象从后面出现在孔雀下面的一扇门,并提供肥皂。当使用更多的水时,更高级别的第二个漂浮物会绊倒并导致出现第二个仆人形象 – 用毛巾!

Samarangana Sutradhara,Bhoja(11世纪)的梵语论文,包括关于机械设计(自动机)构造的章节,包括机械蜜蜂和鸟类,形状像人类和动物的喷泉,以及重新填充油灯的男性和女性玩偶,跳舞,演奏乐器,并重现印度神话中的场景。

Villard de Honnecourt在他1230年代的速写本中展示了动物自动机的计划和一个永远转向面对太阳的天使。在十三世纪末,阿尔托伊亚伯爵罗伯特二世在他位于Hesdin的城堡建造了一个游乐园,在围墙公园中将几个自动机作为娱乐场所。这项工作由当地工人进行,由意大利骑士Renaud Coignet监督。它包括猴子牵线木偶,由狮子和“野人”支持的日,,机械化的鸟类,机械喷泉和风箱操作的风琴。该公园因其自动化而闻名于十五世纪,直到十六世纪被英国士兵摧毁。

中国作家小勋写道,当明朝创始人洪武(1368-1398)摧毁了前元朝的Khanbaliq宫殿时,还有许多其他机械装置 – 自动机被发现形状为老虎。

文艺复兴和早期现代
文艺复兴时期见证了对自动机的兴趣大增。英雄的论文被编辑并翻译成拉丁文和意大利文。Giovanni Fontana创造了机械恶魔和火箭推进式动物自动机。许多发条自动机是在16世纪制造的,主要是由中欧的自由帝国城市的金匠制造的。这些奇妙的装置在好奇的内阁或欧洲王侯宫的Wunderkammern找到了一个家。液压和气动自动机,类似于英雄描述的那些,是为花园石窟而创建的。

莱昂纳多达芬奇在1495年左右绘制了一个更复杂的自动机。莱昂纳多的机器人的设计直到20世纪50年代才被重新发现。如果成功建造,机器人可以移动手臂,扭转头部,然后坐起来。

史密森学会收藏了一个发条僧侣,大约15英寸(380毫米)高,可能早在1560年。僧侣由一个钥匙缠绕的弹簧驱动,走在广场的路径上,用他的胸部撞击他的胸部右臂,左手抬起和放下一个小木制十字架和念珠,转过身,点了点头,翻了个白眼,低声吟唱着。他不时地将十字架带到嘴边亲吻它。据信,僧侣是由神圣罗马皇帝查理五世的机械师Juanelo Turriano制造的。

当笛卡尔提出动物的身体只不过是复杂的机器时,对自动机的新态度就会被发现 – 骨骼,肌肉和器官可以用齿轮,活塞和凸轮代替。因此,机制成为比较自然和有机体的标准。17世纪的法国是那些巧妙的机械玩具的诞生地,这些机械玩具将成为工业革命引擎的原型。因此,在1649年,当路易十四仍然是一个孩子时,一位名叫加缪的工匠为他设计了一个微型教练,马匹配有步兵,页面和教练内的一位女士; 所有这些数字都表现出完美的运动。根据P. Labat的说法,Gen Gennes将于1688年建造,除了用于炮兵和导航的机器外,还有一只走路和吃的孔雀。

世界上第一个成功建造的生物力学自动机被认为是由法国工程师Jacques de Vaucanson于1737年发明的长笛演奏者。他还建造了消化鸭,这是一种机械鸭,它给出了吃饭和排便的错觉,似乎赞同笛卡尔的观点认为,动物只不过是肉体的机器。

1769年,由沃尔夫冈·冯·肯佩伦(Wolfgang von Kempelen)创建的一种名为土耳其人的国际象棋游戏机,使得欧洲法院的巡逻队声称自己是一名自动机。土耳其人是由一个隐藏的人类导演从内部操作的,并不是真正的自动机。

其他18世纪的自动机制造商包括多产的瑞士皮埃尔Jaquet-Droz(见Jaquet-Droz自动机)和他的当代Henri Maillardet。瑞士机械师玛拉德特(Maillardet)创造了一个能够绘制四张图片并写三首诗的自动机。Maillardet的Automaton现在是费城富兰克林研究所科学博物馆收藏的一部分。比利时出生的John Joseph Merlin创建了Silver Swan自动机的机制,现在在Bowes博物馆。法国钟表匠休伯特马丁内(Hubert Martinet)于1774年制作的音乐大象是沃德斯登庄园(Waddesdon Manor)的亮点之一。Tipu的老虎是另一个18世纪晚期的自动机的例子,为Tipu Sultan制作,其特色是一名欧洲士兵被老虎殴打。

据哲学家米歇尔·福柯(Michel Foucault)称,1740年至1786年普鲁士国王弗雷德里克大帝对自动机“痴迷”。根据Manuel de Landa的说法,“他将他的军队组装成一个运行良好的发条机构,其组件是机器人般的战士”。

日本在江户时代(1603-1867)采用自动机; 他们被称为karakuriningyō。

自动机,特别是钟表,在18和19世纪在中国很受欢迎,并且产品是为中国市场生产的。中国收藏家对21世纪的浓厚兴趣为市场带来了许多有趣的物品,他们已经有了戏剧性的实现。

现代
着名的魔术师JeanEugèneRobert-Houdin(1805-1871)因为他的舞台表演创作自动机而闻名。

1840年,意大利发明家Innocenzo Manzetti制作了一个长笛演奏自动机,其形状像男人,真人大小,坐在椅子上。隐藏在椅子内部的是杠杆,连杆和压缩空气管,这使得自动机的嘴唇和手指根据记录在类似于播放器钢琴的圆筒上的程序在笛子上移动。自动机由发条驱动,可以执行12种不同的咏叹调。作为表演的一部分,它会从椅子上升起,低头,翻滚眼睛。

1860年至1910年被称为“自动机的黄金时代”。在此期间,Automata制造商的许多小型家族公司在巴黎蓬勃发展。在他们的工作室中,他们向全世界出口了数千种发条自动机和机械唱歌鸟。今天收集的是这些法国自动机,尽管它们现在很少且价格昂贵,但它们吸引了全世界的收藏家。主要的法国制造商是Bontems,Lambert,Phalibois,Renou,Roullet和Decamps,Theroude和Vichy。

当代自动机继续这一传统,强调艺术,而不是技术的复杂性。当代自动机以英国Cabaret Mechanical Theatre,Dug North和Chomick + Meder,Thomas Kuntz,Arthur Ganson,美国Joe Jones,法国艺术家Jacques Monestier的LeDéfenseurduTemps和FrançoisJunod的作品为代表。瑞士。

在18世纪和19世纪期间开发的一些机械玩具是用纸制成的自动机。尽管材料相对简单,但纸张自动机需要高度的技术独创性。

迄今为止提出的最先进的自动机之一是NASA的极端环境自动漫游车(AREE),这是一种用于探测金星的风力自动机。与其他现代自动机不同,AREE是一个自动机而不是机器人,出于实际原因 – 金星的恶劣条件,特别是其表面温度为462°C(864°F),使得操作电子设备无法实现。

在教育领域
机械玩具在教学横向技能方面的潜在教育价值已得到欧盟教育项目发条项目,增强学习:Automata Toys Construction(CLOHE)的认可。

类型

头和谈话机器
在自动机器中,有一个群体在整个历史中有很大的传播,说话的头脑,在机械和魔术之间相信的生物,建议他们的主人或预测未来。传说和神话在这种类型的机制中影响很大,这是旧阿拉伯故事中的第一个版本。最着名的例子之一是由Roger Bacon(1214-1294)塑造的头像,由黄铜制成,可以回答有关未来的问题,Alberto Magno的一个女人的形状,Valentín的一个Merbitz说他们说了几种语言,其他人说,由于一个口技表演者,教皇西尔维斯特二世的谈话负责人随机回答所谓的问题是“是”或“否”,或者说出Athanasius Kircher的圣人的形象,

无论如何,他们中的大多数人通过各种系统获得了“声音”。第一个以纪录片为基础实现这一目标的是Kratzenstein,他拥有一个管风琴系统可以重现元音。Wolfrang von Kempelen后来在他的一部作品中解释了如何制作和操纵其中一台机器,以便他可以通过一种风箱发出一些短语,空气通过这些风箱,声音被调制。或者由Abbe Mical创造的,真人大小的,并且成对显示的那些,相互回答。早在十九世纪,约瑟夫·费伯就已经设计出了这些机器中最完美的版本,名为Euphonia,它被用作教堂的器官,可以从朗诵字母到回答问题,窃窃私语或大笑。


自动机时钟或自动机时钟是一种具有自动机的醒目时钟。这些钟表建于公元前1世纪至欧洲的维多利亚时代。咕咕钟是这种时钟的简单形式。

第一个已知的提及是罗马工程师Vitruvius创造的那些,描述了使用锣或小号的早期闹钟。后来的机器人通常在一小时,半小时或四分之一小时内表演,通常是敲响钟声。老钟表中的常见数字包括死亡(作为人类死亡率的参考),老父亲时间,圣徒和天使。在摄政时期和维多利亚时代,常见人物还包括皇室成员,着名作曲家或工业家。

最近构建的自动机时钟在日本很普遍,在那里它们被称为karakuri-dokei。这种时钟的显着例子包括由宫崎骏设计的NitteleŌdokei,贴在东京的日本电视总部,被吹捧为世界上最大的动画时钟。在英国,Kit Williams为少数英国购物中心制作了一系列大型自动机钟表,包括青蛙,鸭子和鱼。

自动机时钟的示例包括战车时钟和咕咕钟。Cuckooland博物馆展出自动钟表。

国际象棋选手
正如上面已经指出的那样,Wolfgang von Kempelen的发明者,其中一个最早的谈话机器也是历史上最着名的自动机之一的创造者,而这反过来又是他那个时代最大的欺诈之一,但是,尽管如此这一点,他推动了自动机棋手的创作,直到我们的日子。我们谈论El Turco。

建于1769年的“El Turco”由一张桌子组成,桌子上摆放着穿着阿拉伯服装的人形模特。前部的门打开并显示自动机的假定操作机制。这位球员是当时最大的吸引力之一,因为他们说,他是无敌的。即使在其创造者去世后,他还是走遍了整个欧洲,在约翰·梅泽尔的手中,甚至在瓦格拉姆战役中击败了拿破仑·波拿巴。在美国旅行后,他登陆Cubawhere William Schlumberger去世,Maezel的助手,并可能负责进入自动机玩游戏,因为在此死后“土耳其人”停止显示直到1845年在大火中被摧毁费城。后来有人说,在整个历史中,自动机已经有几个操作员通过二级棋盘移动机制。主板的每个部件都包含一块磁铁,因此操作员可以知道哪个部件已被移动以及在哪里移动。操作员通过可以装入辅助板的机构进行移动,向人体模型指示移动的位置。

这个自动机的名声造成许多其他复制品都是用相同的操作技巧创造的,其中一些在19世纪就像查尔斯·胡珀于1868年提出的“Ajeeb”或1876年出生的“Mephisto”获胜一样伦敦的国际象棋锦标赛,没有人注意到这个技巧。

然而,有一个自动机的操作是完全真实的。它的创作归功于西班牙人Leonardo Torres Quevedo,工程师和数学家,1914年巴黎展览会上展出的“The Chess Player”的发明者。它使用电磁铁在电路板下工作,自动播放直到最后一个国王和一个塔任何位置的国王,没有任何人为干预。

因此,我们可以将这些虚假和真实的自动机视为现代计算机国际象棋游戏和深蓝色计算机的先驱,它们保持与前辈相同的精神和目标:让机器击败人类的头脑

动画和机电一体化
再现生活的外观需要艺术品质,好像通过机械自动机再现无生命(雕像……)和技术(运动)。这需要在多个领域拥有一些专业知识和技能。

机器人
Automaton,来自拉丁语自动机,来自希腊语αὐτόματος自动机,“自发的”或“有自己的运动”。根据RAE,“模仿动画的形象和动作的机器”,今天是技术等同物; 这将是自动机器人。如果机器人是拟人的,它被称为机器人。

在小说中

在神话中
根据希腊神话中的普罗米修斯,人类的创造者。
皮格马利翁,来自希腊神话,她雕刻了一个叫Galatea的年轻女孩的雕像,非常美丽,以至于爱上了她,希望她有生命。
赫菲斯托斯(Hephaestus)是神话,它创造了用黄金制造的机械女性,帮助他进行锻造。
阿尔戈英雄创造了一只机器狗来守卫他的船。
塔洛斯巨人,由青铜制成。
根据犹太民间传说,傀儡是由拉比勒夫(RabbiLöw)用粘土制成的,它是用希伯来语中的一个神圣的铭文引入嘴里的,这个铭文包含了耶和华的名字。

在文学中
在SatiricóndePetronio,描述了一个带有铰接式银色骨架的奴隶,供应菜肴和饮料。
在The Sandman E. TA Hoffmann谈论纳撒尼尔和他对奥林匹亚自动机的热爱。他的结局将是自杀,以发现他心爱的人的本性。同一位作者将在“El Turco Parlante”的短篇小说“LosAutomómatas”中发言,其灵感来自Von Kempelen的假自动机。
弗兰肯斯坦,由玛丽雪莱于1818年撰写并讲述弗兰肯斯坦博士的故事,他痴迷于从被解剖的尸体身体的不同部位创造一个生物。
埃德加爱伦坡的国际象棋选手Maezel,他试图破译土耳其人的真正功能。
朱尔斯·凡尔纳(Jules Verne)的大师扎卡里亚斯(MaestroZacarías)讲述了一位制表师将自己的灵魂转移给自动机器人的故事。
由汉斯·克里斯蒂安·安徒生(Hans Christian Andersen)制作的夜莺,在那里出现了模仿夜莺声音的机械鸟。
Eva Futura de Villiers de L’Isle Adam描述了理想的人造女性哈达利,但同时也批评了爱迪生所代表的技术发明的过度行为。
Carlo Collodi的Pinocchio历险记以及Gepeto和他的木偶的故事,由于仙女教母的介入而活跃起来。
Rossum的Universal Robots,由捷克卡雷尔Čapek于1920年创作,第一部作品使用现代术语“机器人”。

在电影院
Le Joueur d’echecs(The Chess Player)(1927)由Raymond Bernard执导,反战电影基于Henri Dupuy-Mazuel的小说,其灵感来自于自动机棋手“土耳其人”的故事,由匈牙利男爵Wolfgang von Kempelen。
大都会(1927年)由Fritz Lang执导,科学家Rotwang CA创造了一个形状像女人(或女人)的拟人机器人。
绿野仙踪(1939年)由维克多·弗莱明(Victor Fleming)执导,角色出现在锡人身上,他前往奥兹寻找一颗心。
2001年:由Stanley Kubrick执导的太空漫游(1968年),其中出现了人物HAL 9000,这是一台人工智能最终发疯的计算机,试图杀死Discovery 1号船的机组人员。
Westworld(1973)由Michael Crichton执导并由Yul Brynner主演,主题公园的机器人模仿古代美国西部反叛者对抗游客。
完美女性(1975年和2004年重拍)。在斯蒂福德镇,男人们用自动机取代了他们的女人,他们遵守了所有的命令。
Blade Runner(1982)由Ridley Scott执导,其中“Replicantes”出现,与人类相同,但预期寿命有限,被用作工人。
终结者(1984)由詹姆斯卡梅隆执导。在未来,机器已经奴役了人类并将过去送到类似人类的自动机器中,以消除将成为反叛机器领导者的未来母亲。
由蒂姆·伯顿执导的爱德华剪刀手(1990)讲述了爱德华的故事,爱德华是一个手工锋利刀片的自动机,在他的创造者过早死亡时是不完整的。
由约翰拉塞特执导的“玩具总动员”(1995年)重现了一个神话,即无生命的生物,如玩具,在没有主人的情况下拥有自己的生命。
史蒂文斯皮尔伯格的人工智能(2001)描述了大卫的故事,大卫是一个独特的爱好机器人。
由克里斯·哥伦布执导的“男人二百周年纪念”(1999)由一部电影讲述了一个能够思考和感受的自动机的故事。
雨果(电影)(2011)由马丁·斯科塞斯执导的电影,基于“雨果卡布雷特的发明”一书,伟大的电影制作人乔治·梅利斯创作了一个自动机,通过这个自动机,这个故事的情节得以释放

博物馆
法国拉罗谢尔的Automata博物馆
另一个着名的自动机博物馆(Museu d’Autòmats)位于巴塞罗那的Tibidabo游乐园。
在Tárrega附近的Verdú还有另一个,它是加泰罗尼亚莱里达的玩具和自动机博物馆。