Formazione e sviluppo della robotica sovietica

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Un buon articolo di panoramica sulla formazione e lo sviluppo della robotica sovietica.

Robotizzazione in URSS

Nel XX secolo, l'URSS era in realtà uno dei leader mondiali nella robotica. Contrariamente a tutte le affermazioni dei propagandisti e dei politici borghesi, l'Unione Sovietica in diversi decenni è stata in grado di trasformarsi da un paese con un popolo che non sapeva leggere e scrivere in una potenza spaziale avanzata.

Consideriamo alcuni, ma non tutti, esempi di formazione e sviluppo di soluzioni robotiche.

Negli anni '30, uno degli scolari sovietici, Vadim Matskevich, creò un robot che poteva muoversi con la mano destra. La creazione del robot è durata 2 anni, tutto questo tempo il ragazzo ha trascorso nei laboratori di tornitura del Politecnico di Novocherkassk. All'età di 12 anni, Vadim si distingueva già per la sua ingegnosità. Ha creato una piccola auto blindata radiocomandata che lanciava fuochi d'artificio.

Sempre in questi anni compaiono linee automatiche per la lavorazione di parti di cuscinetti e poi, alla fine degli anni '40, nasce per la prima volta al mondo una complessa produzione di pistoni per motori di trattori. Tutti i processi sono stati automatizzati: dal caricamento delle materie prime al confezionamento dei prodotti.

Alla fine degli anni '40, lo scienziato sovietico Sergei Lebedev completò lo sviluppo del primo computer elettronico digitale MESM nell'Unione Sovietica, apparso nel 1950. Questo computer è diventato il più veloce d'Europa. Un anno dopo, l'Unione Sovietica emise un ordine sullo sviluppo di sistemi di controllo automatico per attrezzature militari e la creazione del Dipartimento di robotica e meccatronica speciali.

Nel 1958, gli scienziati sovietici hanno sviluppato il primo AVM (computer analogico) a semiconduttore al mondo MN-10, che ha vinto gli ospiti della mostra a New York. Allo stesso tempo, lo scienziato cibernetico Viktor Glushkov ha espresso l'idea di strutture informatiche "simili al cervello" che collegherebbero miliardi di processori e faciliterebbero la fusione della memoria dei dati.

Computer analogico MN-10

Alla fine degli anni '50, gli scienziati sovietici furono in grado di fotografare per la prima volta il lato nascosto della luna. Ciò è stato fatto utilizzando la stazione automatica "Luna-3". E il 24 settembre 1970, la navicella spaziale sovietica Luna-16 consegnò campioni di suolo dalla Luna alla Terra. Questo è stato poi ripetuto con l'apparato Luna-20 nel 1972.

Uno dei risultati più importanti della robotica e della scienza domestica è stata la creazione dell'ufficio di progettazione intitolato a V. I. Apparato Lavochkin "Lunokhod-1". Questo è un robot rilevato di seconda generazione. È dotato di sistemi di sensori, tra cui il principale è il sistema di visione tecnica (STZ). Lunokhod-1 e Lunokhod-2, sviluppati nel 1970-1973, controllati da un operatore umano in modalità supervisione, ricevevano e trasmettevano alla Terra preziose informazioni sulla superficie lunare. E nel 1975 furono lanciate in URSS le stazioni interplanetarie automatiche Venera-9 e Venera-10. Con l'aiuto di ripetitori, hanno trasmesso informazioni sulla superficie di Venere, atterrando su di essa.

Il primo rover al mondo "Lunokhod-1"

Nel 1962, un robot umanoide "REKS" è apparso nel Museo Politecnico, che ha condotto escursioni per bambini.

Dalla fine degli anni '60, in Unione Sovietica iniziò l'introduzione di massa dei primi robot domestici nell'industria, lo sviluppo di fondazioni e organizzazioni scientifiche e tecniche legate alla robotica. L'esplorazione degli spazi sottomarini da parte dei robot iniziò a svilupparsi rapidamente, gli sviluppi militari e spaziali furono migliorati.

Un risultato speciale in quegli anni fu lo sviluppo di un aereo da ricognizione senza pilota a lungo raggio DBR-1, che poteva svolgere missioni in tutta l'Europa occidentale e centrale. Inoltre, questo drone ha ricevuto la designazione I123K, la sua produzione in serie è stata stabilita dal 1964.

DBR - 1

Nel 1966, gli scienziati di Voronezh inventarono un manipolatore per impilare lamiere.

Come accennato in precedenza, lo sviluppo del mondo sottomarino ha tenuto il passo con altre scoperte tecniche. Così, nel 1968, l'Istituto di Oceanologia dell'Accademia delle Scienze dell'URSS, insieme al Politecnico di Leningrado e ad altre università, creò uno dei primi robot per l'esplorazione del mondo sottomarino: un dispositivo controllato dal computer "Manta" (del tipo "Polpo"). Il suo sistema di controllo e apparato sensoriale ha permesso di catturare e raccogliere un oggetto puntato dall'operatore, portarlo al "tele-eye" o metterlo in un bunker per lo studio, così come la ricerca di oggetti in acque agitate.

Nel 1969, presso l'Istituto Centrale di Ricerca del Ministero dell'Industria della Difesa sotto la guida di B. N. Surnin iniziò a creare un robot industriale "Universal-50". E nel 1971 apparvero i primi prototipi di robot industriali della prima generazione: i robot UM-1 (creati sotto la guida di PNBelyanin e B. Sh. Rozin) e UPK-1 (sotto la guida di VI Aksenov), dotati di sistemi software di controllo e progettati per eseguire lavorazioni meccaniche, stampaggio a freddo, galvanica.

L'automazione in quegli anni arrivò addirittura al punto da introdurre una taglierina robotizzata in uno degli atelier. È stato programmato per un motivo, misurando la dimensione della figura del cliente fino al taglio del tessuto.

All'inizio degli anni '70 molte fabbriche sono passate alle linee automatizzate. Ad esempio, la fabbrica di orologi Petrodvorets "Raketa" abbandonò l'assemblaggio manuale di orologi meccanici e passò a linee robotizzate che eseguivano queste operazioni. Pertanto, più di 300 lavoratori sono stati liberati dal lavoro noioso e hanno aumentato la produttività del lavoro di 6 volte. La qualità dei prodotti è migliorata e il numero degli scarti è diminuito drasticamente. Per la produzione avanzata e razionale, lo stabilimento è stato insignito dell'Ordine della Bandiera Rossa del Lavoro nel 1971.

Fabbrica di orologi Petrodvorets "Raketa"

Nel 1973, i primi robot industriali mobili dell'URSS MP-1 e "Sprut" furono assemblati e messi in produzione presso l'OKB TC del Politecnico di Leningrado, e un anno dopo tennero persino il primo campionato mondiale di scacchi tra computer, dove il vincitore è stato il programma sovietico "Kaissa".

Nello stesso 1974, il Consiglio dei ministri dell'URSS in un decreto governativo del 22 luglio 1974 "Sulle misure per organizzare la produzione di manipolatori automatici programmati per l'ingegneria meccanica" indicava: nominare l'OKB TK come organizzazione principale per lo sviluppo di robot industriali per l'ingegneria meccanica. In conformità con il decreto del Comitato di Stato dell'URSS per la scienza e la tecnologia, sono stati creati i primi 30 robot industriali seriali per servire vari settori: per la saldatura, per la manutenzione di presse e macchine utensili, ecc. Lo sviluppo dei sistemi di navigazione magnetica Kedr, Invariant e Skat per astronavi, sottomarini e aeroplani è iniziato a Leningrado.

L'introduzione di vari sistemi informatici non si è fermata. Così, nel 1977, V. Burtsev creò il primo complesso di computer multiprocessore simmetrico (MCC) "Elbrus-1". Per la ricerca interplanetaria, gli scienziati sovietici hanno creato un robot integrale "Centaur" controllato dal complesso M-6000. La navigazione di questo complesso informatico era costituita da un giroscopio e da un sistema di navigazione stimata con contachilometri; era inoltre dotato di un distanziometro a scansione laser e di un sensore tattile che consentivano di ottenere informazioni sull'ambiente.

I migliori campioni creati alla fine degli anni '70 includono robot industriali come "Universal", PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 e molti altri modelli.

Nel 1978, l'URSS pubblicò un catalogo "Robot industriali" (M.: Min-Stankoprom dell'URSS; Ministero dell'istruzione superiore della RSFSR; NIIMash; Design Bureau of Technical Cybernetics presso il Leningrad Polytechnic Institute, 109 p.), che presentato le caratteristiche tecniche di 52 modelli di robot industriali e due manipolatori a comando manuale.

Dal 1969 al 1979, il numero di officine e industrie completamente meccanizzate e automatizzate è aumentato da 22, 4 a 83, 5 mila e imprese meccanizzate - da 1, 9 a 6, 1 mila.

Nel 1979, in URSS, hanno iniziato a produrre UVK multiprocessore ad alte prestazioni con una struttura PS 2000 riconfigurabile, che ha permesso di risolvere molti problemi matematici e di altro tipo. È stata sviluppata una tecnologia per la parallelizzazione delle attività, che ha permesso di sviluppare l'idea di un sistema di intelligenza artificiale. All'Istituto di cibernetica, sotto la guida di N. Amosov, è stato creato il leggendario robot "Kid", controllato da una rete neurale di apprendimento. Un tale sistema, con l'aiuto del quale sono stati condotti numerosi studi significativi nel campo delle reti neurali, ha rivelato i vantaggi nella gestione di queste ultime rispetto a quelle algoritmiche tradizionali. Allo stesso tempo, l'Unione Sovietica ha sviluppato un modello rivoluzionario del computer di seconda generazione - BESM-6, in cui è apparso per la prima volta il prototipo della moderna memoria cache.

BESM-6

Sempre nel 1979 presso l'Università tecnica statale di Mosca. N. E. Bauman, per ordine del KGB, è stato sviluppato un dispositivo per lo smaltimento di oggetti esplosivi: un robot mobile ultraleggero MRK-01 (le caratteristiche del robot possono essere visualizzate al link).

Nel 1980 circa 40 nuovi modelli di robot industriali entrarono nella produzione in serie. Inoltre, in conformità con il programma dello standard statale dell'URSS, sono iniziati i lavori per la standardizzazione e l'unificazione di questi robot e nel 1980 è apparso il primo robot industriale pneumatico con controllo di posizione, dotato di visione tecnica MP-8. È stato sviluppato dall'OKB TC del Leningrad Polytechnic Institute, dove è stato creato l'Istituto centrale di ricerca e sviluppo di robotica e cibernetica tecnica (TsNII RTK). Inoltre, gli scienziati si sono occupati dei problemi relativi alla creazione di robot senzienti.

In generale, nel 1980 il numero di robot industriali nell'URSS ha superato i 6.000 pezzi, ovvero oltre il 20% del numero totale nel mondo.

Nell'ottobre 1982, l'URSS divenne l'organizzatore dell'esposizione internazionale Industrial Robots-82. Nello stesso anno è stato pubblicato un catalogo "Robot industriali e manipolatori con controllo manuale" (Mosca: NIIMash USSR Ministry of Machine-Tool Industry, 100 p.), che ha fornito dati sui robot industriali prodotti non solo in URSS (67 modelli), ma anche in Bulgaria, Ungheria, Germania dell'Est, Polonia, Romania e Cecoslovacchia.

Nel 1983, l'URSS adottò un esclusivo complesso "Granit" P-700 sviluppato appositamente per la Marina, sviluppato da NPO Mashinostroyenia (OKB-52), in cui i missili potevano allinearsi in modo indipendente in formazione di battaglia e distribuire bersagli durante il volo tra di loro.

Nel 1984 sono stati sviluppati sistemi per il salvataggio di informazioni da aerei precipitati e la designazione dei siti di schianto "Maple", "Marker" e "Call".

Presso l'Istituto di Cibernetica, per ordine del Ministero della Difesa dell'URSS, in questi anni è stato creato un robot autonomo "MAVR", che poteva dirigersi liberamente verso il bersaglio attraverso terreni accidentati e difficili. "MAVR" possedeva un'elevata capacità di cross-country e un sistema di protezione affidabile. Sempre in questi anni viene progettato e realizzato il primo robot antincendio.

Nel maggio 1984, il governo emanò un decreto "Sull'accelerazione dei lavori sull'automazione della produzione di costruzioni meccaniche sulla base di processi tecnologici avanzati e complessi flessibili regolabili", che diede un nuovo salto alla robotizzazione in URSS. Le responsabilità per l'attuazione della politica nel campo della creazione, introduzione e mantenimento della produzione automatizzata flessibile sono state assegnate al Ministero dell'industria delle macchine utensili dell'URSS. La maggior parte del lavoro è stato svolto presso imprese di ingegneria meccanica e lavorazione dei metalli.

Nel 1984 esistevano già più di 75 officine automatizzate e sezioni dotate di robot, il processo di implementazione integrata di robot industriali nell'ambito di linee tecnologiche e impianti di produzione automatizzata flessibili utilizzati nell'ingegneria meccanica, nella costruzione di strumenti, nelle industrie radiofoniche ed elettroniche è stato guadagnando forza.

In molte imprese dell'Unione Sovietica sono stati messi in funzione moduli di produzione flessibili (PMM), linee automatizzate flessibili (GAL), sezioni (GAU) e officine (GAC) con sistemi di trasporto e stoccaggio automatizzati (ATSS). All'inizio del 1986, il numero di tali sistemi contava più di 80, includevano il controllo automatico, il cambio utensile e l'asportazione di truciolo, grazie ai quali il tempo del ciclo di produzione è stato ridotto di 30 volte, il risparmio dell'area di produzione è aumentato di 30-40 %.

Moduli di produzione flessibili

Nel 1985, TsNII RTK ha iniziato a sviluppare un sistema di robot di bordo per la ISS "Buran", dotato di due manipolatori lunghi 15 m, sistemi di illuminazione, televisione e telemetria. I compiti principali del sistema erano eseguire operazioni con carichi multi-tonnellate: scarico, attracco con la stazione orbitale. E nel 1988 è stata lanciata la ISS Energia-Buran. Gli autori del progetto erano V. P. Glushko e altri scienziati sovietici. La ISS Energia-Buran è diventata il progetto più significativo e avanzato degli anni '80 in URSS.

ISS "Energia-Buran"

Nel 1981-1985. in URSS c'è stato un certo calo nella produzione di robot a causa della crisi mondiale nelle relazioni tra i paesi, ma all'inizio del 1986 erano già in funzione più di 20.000 robot industriali presso le imprese del Ministero degli strumenti dell'URSS.

Alla fine del 1985, il numero di robot industriali nell'URSS si avvicinava a 40.000, che costituivano circa il 40% di tutti i robot nel mondo. Per fare un confronto: negli Stati Uniti questo numero era molte volte inferiore. I robot sono stati ampiamente introdotti nell'economia e nell'industria.

Dopo i tragici eventi della centrale nucleare di Chernobyl, l'Università tecnica statale di Mosca intitolata Bauman, gli ingegneri sovietici V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin hanno sviluppato rapidamente e con successo robot mobili che hanno aiutato a svolgere le ricerche e il lavoro necessari dopo il disastro in aree pericolose - MRK e Mobot-ChKhV. È noto che a quel tempo venivano utilizzati dispositivi robotici sia sotto forma di bulldozer radiocomandati che robot speciali per la disinfezione dell'area circostante, del tetto e della costruzione dell'unità di emergenza della centrale nucleare.

Mobot-CHHV (robot mobile, Chernobyl, per truppe chimiche)

Nel 1985, l'URSS aveva sviluppato Gosstandards per robot industriali e manipolatori: standard come GOST 12.2.072-82 "Robot industriali. Complessi e sezioni tecnologiche robotizzate. Requisiti generali di sicurezza ", GOST 25686-85" Manipolatori, operatori automatici e robot industriali. Termini e definizioni "e GOST 26053-84" Robot industriali. Regole di accettazione. Metodi di prova ".

Alla fine degli anni '80, il compito di robotizzare l'economia nazionale acquisì grande urgenza: industria mineraria, metallurgica, chimica, leggera e alimentare, agricoltura, trasporti ed edilizia. La tecnologia della costruzione di strumenti è stata ampiamente sviluppata, che è passata alla base microelettronica.

Alla fine degli anni sovietici, un robot poteva sostituire da una a tre persone nella produzione, a seconda del turno, aumentare la produttività del lavoro di circa il 20-40% e sostituire principalmente i lavoratori poco qualificati. La sfida per gli scienziati e gli sviluppatori sovietici era quella di ridurre il costo del robot, poiché ciò limitava notevolmente la robotica onnipresente.

In URSS, un certo numero di team scientifici e di produzione sono stati coinvolti nello sviluppo dei fondamenti teorici della robotica, nello sviluppo di idee scientifiche e tecniche, nella creazione e nella ricerca di robot e sistemi robotici in quegli anni: MSTU im. N. E. Bauman, Istituto di Ingegneria Meccanica. AA. Blagonravova, Istituto centrale di ricerca e sviluppo di robotica e cibernetica tecnica (TsNII RTK) del Politecnico di San Pietroburgo, Istituto di saldatura elettrica intitolato a E. O. Paton (Ucraina), Institute of Applied Mathematics, Institute of Control Problems, Research Institute of Mechanical Engineering Technology (St. Rostov), Istituto di ricerca sperimentale di macchine utensili per il taglio dei metalli, Istituto tecnologico e di progettazione di ingegneria pesante, Orgstankoprom, ecc.

Membri corrispondenti I. M. Makarov, D. E. Okhotsimsky, così come famosi scienziati e specialisti M. B. Ignatiev, D. A. Pospelov, A. B. Kobrinsky, G. N. Rapoport, a. C. Gurfinkel, N. A. Lakota, Yu. G. Kozyrev, V. S. Kuleshov, F. M. Kulakov, a. C. Yastrebov, E. G. Nahapetyan, A. V. Timofeev, a. C. Rybak, M. S. Voroshilov, A. K. Platonov, G. P. Katys, A. P. Bessonov, A. M. Pokrovsky, B. G. Avetikov, A. I. Korendyasev e altri.

I giovani specialisti sono stati formati attraverso il sistema della formazione universitaria, dell'istruzione secondaria speciale e professionale e attraverso il sistema di riqualificazione e formazione avanzata dei lavoratori.

La formazione del personale nella principale specialità robotica "Sistemi e complessi robotici" è stata svolta in quel momento in una serie di importanti università del paese (MSTU, SPPI, Kiev, Chelyabinsk, Krasnoyarsk Polytechnic Institutes, ecc.).

Per molti anni, lo sviluppo della robotica in URSS e nei paesi dell'Europa orientale è stato portato avanti nel quadro della cooperazione tra i paesi membri del Comecon (Consiglio di mutua assistenza economica). Nel 1982, i capi delle delegazioni hanno firmato un Accordo generale sulla cooperazione multilaterale nello sviluppo e nell'organizzazione della produzione di robot industriali, in relazione al quale è stato creato il Council of Chief Designers (SGC). All'inizio del 1983, i membri del Comecon firmarono un Accordo sulla specializzazione e cooperazione multilaterale nella produzione di robot industriali e manipolatori per vari scopi e nel dicembre 1985, la 41a sessione (straordinaria) del Comecon adottò il Programma globale di progresso scientifico e tecnologico dei Paesi membri del Comecon fino al 2000, in cui i robot industriali e la robotizzazione della produzione sono inclusi come una delle aree prioritarie per l'automazione integrata.

Con la partecipazione di URSS, Ungheria, Repubblica Democratica Tedesca, Polonia, Romania, Cecoslovacchia e altri paesi del campo socialista, in quegli anni fu creato con successo un nuovo robot industriale per la saldatura ad arco elettrico "Interrobot-1". Con specialisti bulgari, scienziati dell'URSS hanno persino fondato l'associazione di produzione "Red Proletarian - Beroe", che era dotata di moderni robot con azionamenti elettromeccanici della serie RB-240. Erano destinati ad operazioni ausiliarie: carico e scarico di parti su macchine per il taglio dei metalli, cambio di strumenti di lavoro, trasporto e pallettizzazione di parti, ecc.

Riassumendo, possiamo dire che all'inizio degli anni '90 in Unione Sovietica furono prodotte circa 100.000 unità di robot industriali, che sostituirono più di un milione di lavoratori, ma i dipendenti rilasciati trovarono ancora lavoro. In URSS sono stati sviluppati e prodotti più di 200 modelli di robot. Alla fine del 1989, oltre 600 imprese e più di 150 istituti di ricerca e uffici di progettazione facevano parte del Ministero degli strumenti dell'URSS. Il numero totale di dipendenti nel settore ha superato il milione.

Gli ingegneri sovietici prevedevano di introdurre l'uso dei robot in quasi tutti i settori dell'industria: ingegneria meccanica, agricoltura, edilizia, metallurgia, estrazione mineraria, industria leggera e alimentare, ma questo non era destinato a diventare realtà.

Con la distruzione dell'URSS, il lavoro pianificato sullo sviluppo della robotica a livello statale si fermò e la produzione in serie di robot cessò. Anche quei robot che erano già usati nell'industria sono scomparsi: i mezzi di produzione sono stati privatizzati, poi le fabbriche sono state completamente rovinate e le uniche costose attrezzature sono state distrutte o vendute come rottame. Il capitalismo è arrivato.