A palavra “robô” foi cunhada pela primeira vez por Karel Capek na peça de ficção científica RUR (“Robôs Universais de Rossum”) para descrever um ser humano artificial. É derivado da palavra tcheca robotnik , que significa “trabalhador”.
Os robôs modernos acompanharam a revolução digital e os avanços na inteligência artificial. Mas os mecanismos analógicos básicos que imitam as ações humanas ou animais têm uma longa história. Mesmo que você tenha pouco ou nenhum interesse em robótica, esses dispositivos antigos fascinam com sua engenhosidade. Projetados sem o benefício de eletricidade ou equipamentos de precisão, eles são uma prova da criatividade ilimitada da humanidade.
10 As estátuas em movimento
A literatura antiga está repleta de contos de humanos artificiais. Proeminentes entre eles estão referências a andróides servindo meninas na Ilíada de Homero e estátuas móveis feitas por Dédalo, pai do lendário Ícaro. Os gregos também relatam que o deus Hefesto deu ao rei Minos de Creta um homem gigante de metal chamado Talos, que defendeu seu reino. Talos era quase indestrutível e sua única vulnerabilidade era o tornozelo, onde um cano que transportava fluido corria próximo à pele de metal. Talos foi destruído quando o tornozelo foi perfurado e o cano cortado.
Histórias de estátuas móveis no antigo Egito incluem uma feita pelos sacerdotes de Amon por volta de 1100 aC. Segundo consta, ele escolheu o próximo faraó estendendo o braço e selecionando um membro masculino da família real. Estátuas móveis eram obviamente muito úteis como propaganda religiosa. No Egito, eram considerados os vasos através dos quais a alma reencarnava .
Essas máquinas podem ter sido mais do que um mito. Documentos escritos revelam que os antigos egípcios tinham conhecimento suficiente dos princípios elementares da mecânica para construir robôs não digitais, ou autômatos. O método usual empregava um elaborado sistema de cordas e roldanas. Uma chama sagrada seria acesa, aquecendo e expandindo o ar, ativando assim o sistema.
Este processo foi desenvolvido e refinado ao longo dos séculos. O grego Ctesibius de Alexandria construiu um autômato operado por cames (dispositivos em forma de disco) que lhe permitiam sentar ou ficar de pé enquanto era movido em procissão. Nenhum dos escritos de Ctesibius sobreviveu, mas engenheiros antigos posteriores referem-se a seus planos para autômatos movidos a . A tecnologia da época permitia apenas movimentos limitados e repetitivos, mas ainda podemos traçar a origem dos robôs até Ctesibius. hidráulica, vapor e pneumática
9 A garra
A rigor, a arma semelhante a um guindaste de Arquimedes não era um robô porque precisava de um operador de guindaste. Mas a Garra foi um precursor do braço robótico industrial encontrado nas fábricas modernas. A Garra levantou navios inimigos da água e os derrubou.
Foi empregado contra os invasores romanos de Siracusa em 213 aC. O historiador Políbio narrou a cena enquanto os navios romanos se aproximavam das muralhas da cidade voltadas para o mar. A mão gigante desceu sobre um navio alvo e “levantou a proa do navio para fora da água e colocou-o verticalmente na popa”. Em seguida, o operador “fixou a máquina para torná-la imóvel e, em seguida, por algum tipo de mecanismo de liberação, soltou o gancho e a corrente. Os navios então viraram, tombaram mal ou ficaram cheios de confusão e muita água do mar .”
Plutarco acrescenta: “Muitas vezes seria visto o espetáculo aterrorizante de um navio sendo levantado da água para o ar e girando enquanto pairava ali, até que cada homem fosse sacudido para fora do casco e jogado em direções diferentes, após que seria jogado vazio nas paredes .
A Garra foi uma aplicação de duas grandes leis de Arquimedes – a lei da alavanca e a lei da flutuabilidade – para dominar navios pesando muitas toneladas. O conhecimento das forças e do equilíbrio foi usado para calcular a pequena quantidade de força necessária para virar uma galera.
Não temos provas diretas de que Arquimedes tenha realmente construído esta superarma, e relatórios antigos podem ter exagerado a sua capacidade, mesmo que o dispositivo alguma vez tenha sido usado. Mas experimentos recentes realizados por engenheiros provaram que a Garra era tecnologicamente possível na época .
8 A Serva de Philon
O inventor grego Philon de Bizâncio, que morreu por volta de 220 a.C., era conhecido como “ Mechanicus ” por causa de sua impressionante habilidade em engenharia. A maior parte de nossas informações sobre ele vem de sua única obra sobrevivente, o Compendium of Mechanics , de nove livros . Ele viveu depois de Ctesibius e continuou as pesquisas de seu antecessor em hidráulica e pneumática.
O Livro Cinco de Mecânica , o Pneumatica (um tratado sobre dispositivos operados por pressão de ar ou água), descreve um robô feminino que Philon havia criado. Ela segurava uma jarra de vinho na mão direita. Quando uma taça era colocada em sua mão esquerda, ela despejava o vinho nela , acrescentando água e misturando-a ao vinho, se desejasse. Através de uma complexa rede de recipientes, tubos, canos de ar e molas sinuosas, que interagiam através de variantes de peso, pressão de ar e vácuo, Philon construiu um autômato que poderia realizar um trabalho útil, em vez de ser apenas um adereço em cerimônias religiosas.
Mas a disponibilidade imediata de trabalho escravo dispensável tornou esses robôs desnecessários. A robótica teve que esperar mais tarde para realizar todo o seu potencial. O trabalho de Philon influenciou a próxima geração de cientistas, principalmente o Herói de Alexandria. Suas ideias também foram transportadas através dos séculos e inspiraram a ciência islâmica na Idade Média.
7 Robô programável do herói de Alexandria
O Herói (ou Garça) de Alexandria (10-70 d.C.) foi provavelmente o maior inventor dos tempos antigos . Seus dispositivos engenhosos incluíam dispensadores de água benta que funcionavam com moedas (o protótipo da moderna máquina de venda automática), portas automáticas e a eolípila, que aproveitava a energia do vapor 1.700 anos antes da máquina a vapor de James Watt . Mas uma das criações mais impressionantes de Hero foi o primeiro robô programável, que ele construiu em 60 d.C.
O dispositivo era um carrinho de três rodas que transportava outros robôs até um palco onde se apresentavam para o público. Um peso caindo puxado por uma corda enrolada nos dois eixos independentes da carroça. Usando as estacas do eixo, Hero poderia variar a forma como a corda enrolava-se no eixo. Isso lhe permitiu programar antecipadamente o curso e a direção do robô. Hero deu alguns conselhos, no entanto. O atrito poderia significar problemas, então a máquina precisava de uma superfície lisa para funcionar.
O cientista da computação Noel Sharkey, da Universidade de Sheffield, considera este sistema de controle baseado em corda equivalente à programação binária moderna. Os cartões perfurados antigos funcionavam exatamente com o mesmo princípio. O vídeo acima mostra o robô de Hero em ação, recriado por engenheiros modernos a partir das descrições de Hero.
6 Cavaleiro e Leão de Leonardo
Discutindo robôs antigos, a questão inevitável acabará por surgir: Leonardo da Vinci construiu um? Considerando a genialidade de Leonardo, não surpreende que ele tenha se interessado pela ciência de humanos e animais artificiais.
Leonardo estudou as obras de Hero e combinou os insights desse cientista com seu próprio conhecimento de anatomia, metalurgia e escultura para construir seus próprios seres artificiais. Com sua compreensão da mecânica do movimento humano e animal (cinesiologia), Leonardo construiu . As várias páginas que faltam no caderno Codex Atlanticus (c.1497) de Leonardo podem conter uma seção sobre robótica. modelos mecânicos de músculos e articulações
Para um desfile em Milão, Leonardo construiu um cavaleiro com armadura capaz de movimentos independentes. Por meio de roldanas, pesos e engrenagens, o cavaleiro podia sentar-se, levantar-se, mover a cabeça e levantar a viseira. Usando descrições fragmentárias que sobreviveram, o roboticista Mark Rosheim recriou o cavaleiro em 2002. Os projetos robóticos de Leonardo eram tão eficientes que serviram até de inspiração para os robôs do próprio Rosheim para a NASA .
Outra criação de Leonardo foi um leão apresentado ao rei Francisco I de França em 1515, que podia andar sozinho . Quando parava, seu peito se abria, revelando buquês de lírios e flores. Em 2009, o leão foi recriado a partir dos desenhos sobreviventes de Leonardo, como pode ser visto neste vídeo .
5 O monge orante
Gianello Torriano foi um dos melhores relojoeiros italianos do século XVI. Ele foi contratado pelo imperador Carlos V em 1529 e foi com ele para o mosteiro de San Yustre após a abdicação de Carlos em 1555. Torriano tentou aliviar a depressão do imperador criando pequenos autômatos para entretê-lo.
Torriano fez soldados em miniatura travarem uma batalha na mesa de jantar. Ele supostamente esculpiu passarinhos em madeira e os fez voar pela sala e até mesmo pelas janelas. Um autômato, o Lady Lute Player, ainda pode ser visto no Kunsthistorisches Museum em Viena. Não funciona mais, mas dizia-se que era capaz de dar pequenos passos tropeços em um caminho reto ou circular, dedilhar o alaúde com a mão direita e virar a cabeça.
O Smithsonian Institute, por sua vez, preserva uma criação funcional atribuída a Torriano – o monge orante de 39 centímetros (15 pol.). O autômato de madeira e ferro anda em quadrado e bate no peito com o braço direito enquanto levanta e abaixa um rosário com o esquerdo, beijando-o de vez em quando. Ele pode virar-se e acenar com a cabeça, revirar os olhos e murmurar orações silenciosas com os lábios.
A lenda diz que quando Don Carlos, o filho adolescente de Filipe II, estava morrendo devido a um ferimento na cabeça sofrido em uma queda, Filipe e toda a Espanha oraram por um milagre. Os ossos de um monge chamado Diego de Alcalá, morto há um século, foram colocados ao lado do menino. Naquela noite, o frade apareceu a Dom Carlos, garantindo-lhe que se recuperaria. Don Carlos recuperou a consciência e recuperou a saúde. Um agradecido Philip encarregou Torriano de criar uma imagem de Fray Diego. O monge penitencial, um milagre científico, foi a resposta de Filipe ao milagre divino. San Diego, Califórnia, também recebeu o nome de Fray Diego de Alcala.
4 Karakuri Ningyo
O caso de amor japonês com robôs remonta a séculos. Os primeiros robôs japoneses foram criados durante o Período Edo (1603–1868). Eles eram chamados de karakuri ningyo (traduzido aproximadamente como “boneco mecânico”) e eram compostos de madeira, barbante e engrenagens . Os japoneses também adotaram a tecnologia ocidental para esses autômatos.
Os mais comuns eram os zashiki karakuri , pequenos robôs domésticos que proporcionavam entretenimento. A recreação ilustrada acima, por exemplo, atira flechas com arco. Do lado prático, alguns karakuri poderiam servir . Relembrando o mecanismo de Philon para o robô servo, o karakuri foi ativado colocando uma xícara de chá em suas mãos. Tal como acontece com o carrinho robô de Hero, uma mola ajustável tornou possível o autômato para percorrer a esteira de palha em qualquer uma das duas posições. programa de chá aos convidados
Depois temos o dashi karakuri , que era usado em carros alegóricos durante as procissões de festivais religiosos, bem como a estátua móvel de Ctesibius. Esses autômatos representou mitos e lendas antigas . Finalmente, os butai karakuri ou autômatos de teatro lembravam as estátuas do Herói de Alexandria. Os japoneses ficaram tão impressionados com as performances destes atores em miniatura que os seus homólogos humanos tentaram imitar os seus movimentos, e não o contrário.
3 O flautista
Voltaire chamou o gênio mecânico Jacques de Vaucanson de “novo Prometeu” por seu aparente poder de dar vida a materiais inanimados. Quando criança, Jacques observava o relógio da igreja enquanto esperava a mãe terminar a confissão. Jacques memorizou todas as suas partes e conseguiu recriá-la em casa . Ele fez experiências com autômatos enquanto crescia. Um dia, Jacques adoeceu e, em seu delírio, sonhou com um andróide tocador de flauta. Assim que se recuperou, ele começou a montar o robô.
Exibido pela primeira vez em 11 de fevereiro de 1738, O tocador de flauta era uma máquina quase impossível de construir, considerando que a flauta é um dos instrumentos mais difíceis de serem tocados por humanos reais. As notas são produzidas não apenas pela destreza dos dedos e pela respiração, mas também pela quantidade de ar soprado e pela forma como o flautista molda os lábios. Mas Jacques de Vaucanson conseguiu construir um robô capaz de tocar 12 músicas diferentes. Ele criou mecanismos para imitar cada músculo envolvidos ao tocar flauta.
Através de um sistema de foles, tubos e pesos, Jacques conseguiu controlar o fluxo de ar pelas passagens. Ele projetou os lábios para abrir e fechar e mover-se para frente e para trás. Uma língua de metal regulava o fluxo de ar e criava pausas. O robô de Jacques realmente respirava.
O problema de Jacques com os dedos era que, embora as alavancas produzissem as ações corretas, os dedos de madeira eram rígidos demais para criar os sons certos. Para simular dedos reais, Jacques equipou os dedos de madeira com pele real para torná-los macios.
Jacques de Vaucanson fez outros autômatos, sendo o mais famoso um pato que defecou depois de comer . Mas, ao contrário do Flautista, o pato era mais um divertido truque de conjuração do que uma tentativa real de imitar as funções de uma criatura viva.
2 O escritor
No Museu de Arte e História de Neuchatel, a oeste de Berna, na Suíça, um menino de três anos descalço está sentado diante de uma mesa de mogno, escrevendo cartas completas com uma pena de pena de ganso na mão direita. O que à primeira vista parece uma encantadora boneca de brinquedo é na verdade uma maravilha da engenharia: o ancestral do computador moderno. Olhe mais de perto e você poderá ver seus olhos acompanhando seu trabalho. Ele sacode a pena depois de mergulhá-la no tinteiro.
Construído pelo relojoeiro suíço Pierre Jacquet-Droz no final da década de 1770, os 6.000 componentes personalizados do The Writer trabalham em conjunto para criar uma máquina de escrever programável totalmente independente. O menino é animado por uma manivela que dá corda às molas principais. Ele pode escrever qualquer texto personalizado de até 40 letras e no máximo quatro linhas, graças a 40 câmeras que funcionam como um programa somente leitura. Este disco do sistema de programação permite gravar sem qualquer intervenção externa. O Escritor pode até ser interrompido no meio de uma linha, e ser obrigado a compor outra.
Jacquet-Droz sempre deslumbrou com seus autômatos. Na corte do rei Fernando VI da Espanha, as pessoas estavam convencidas de que suas criações realistas eram obra de bruxaria. Para escapar à acusação de feitiçaria da Inquisição, Jacquet-Droz convidou o Grande Inquisidor a examinar o seu robô e o seu mecanismo interno para se certificar de que ele se movia por meios puramente naturais.
O Escritor faz parte de um trio de andróides que Jacquet-Droz construiu de 1767 a 1774. Os outros dois, menos complexos que O Escritor, são a Senhora Música e o Desenhista. O que torna estes robôs especialmente notáveis foi o uso da miniaturização. Todos os mecanismos que operam os andróides estão encerrados em seus corpos, e não em um móvel que acompanha o quadro, como era habitual. Essa miniaturização dificultou a sincronização de todas as peças, o que torna os robôs, que ainda funcionam depois de mais de 200 anos, ainda mais incríveis.
1 O Garoto Desenhador
Em exibição no Instituto Franklin, na Filadélfia, um autômato de dois séculos chamado “The Drawing Boy” dá continuidade à tradição de magia mecânica iniciada pelo Escritor. O Drawing Boy foi a obra-prima de outro relojoeiro suíço, Henri Maillardet. Assim como O Escritor, influenciou o filme Hugo , de Martin Scorsese , no qual um autômato desempenha um papel coadjuvante.
O Drawing Boy é impressionante em sua complexidade. Uma pilha de cames giratórios de latão controla com precisão o movimento incrivelmente fluido e realista dos braços. Não é apenas uma questão de geometria simples, como mover o braço ao longo dos eixos x , y ou z . Desenhar uma linha reta diagonal, por exemplo, exigia que o braço se movesse para trás enquanto se movia de um lado para o outro – caso contrário, desenharia um arco.
Depois de concluído, o robô pode produzir um desenho em cerca de três minutos. Isso requer vários cames e, se outro desenho for necessário, a máquina deverá mover a pilha inteira em 3 milímetros (0,13 pol.) para mudar para outra pilha, caso contrário o processo será interrompido. Essa precisão inacreditável é alcançada por peças que foram em grande parte feitas à mão. As câmeras são essencialmente memória somente leitura e permitem que The Boy escreva três poemas (dois em francês e um em inglês) e faça quatro desenhos, incluindo um de um templo chinês.
Algumas câmeras mais simples controlam os movimentos dos olhos e da cabeça. Numa excelente obra de arte performática, The Boy para de escrever por um momento enquanto a pilha de câmeras muda, levanta a cabeça e olha com os olhos, como se estivesse pensando no que desenhar a seguir . Depois abaixa a cabeça novamente enquanto o braço retoma seu trabalho.
