Formação e desenvolvimento da robótica soviética

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

Um bom artigo de visão geral sobre a formação e o desenvolvimento da robótica soviética.

Robotização na URSS

No século XX, a URSS era na verdade um dos líderes mundiais da robótica. Ao contrário de todas as afirmações de propagandistas e políticos burgueses, a União Soviética em várias décadas foi capaz de deixar de ser um país com um povo que não sabia ler e escrever uma potência espacial avançada.

Vamos considerar alguns - mas não todos - exemplos de formação e desenvolvimento de soluções robóticas.

Na década de 1930, um dos alunos soviéticos, Vadim Matskevich, criou um robô que podia se mover com a mão direita. A criação do robô durou 2 anos, tempo todo o menino passou nas oficinas de torneamento do Instituto Politécnico Novocherkassk. Aos 12 anos, Vadim já se distinguia pela sua engenhosidade. Ele criou um pequeno carro blindado controlado por rádio que lançou fogos de artifício.

Ainda durante esses anos, surgiram linhas automáticas para o processamento de peças de rolamentos e, então, no final da década de 40, surgiu pela primeira vez no mundo uma complexa produção de pistões para motores de tratores. Todos os processos foram automatizados: desde o carregamento da matéria-prima até a embalagem dos produtos.

No final dos anos 40, o cientista soviético Sergei Lebedev concluiu o desenvolvimento do primeiro computador digital eletrônico da União Soviética MESM, que apareceu em 1950. Este computador se tornou o mais rápido da Europa. Um ano depois, a União Soviética emitiu uma ordem sobre o desenvolvimento de sistemas de controle automático para equipamentos militares e a criação do Departamento de Robótica Especial e Mecatrônica.

Em 1958, cientistas soviéticos desenvolveram o primeiro semicondutor AVM (computador analógico) MN-10 do mundo, que conquistou os convidados da exposição em Nova York. Ao mesmo tempo, o cientista cibernético Viktor Glushkov expressou a ideia de estruturas de computador "semelhantes ao cérebro" que conectariam bilhões de processadores e facilitariam a fusão da memória de dados.

Computador analógico MN-10

No final da década de 1950, os cientistas soviéticos conseguiram fotografar o outro lado da lua pela primeira vez. Isso foi feito usando a estação automática "Luna-3". E em 24 de setembro de 1970, a espaçonave soviética Luna-16 entregou amostras de solo da Lua para a Terra. Isso foi então repetido com o aparelho Luna-20 em 1972.

Uma das realizações mais notáveis da robótica doméstica e da ciência foi a criação do bureau de design em homenagem a V. I. Aparelho Lavochkin "Lunokhod-1". Este é um robô detectado de segunda geração. Está equipado com sistemas de sensores, entre os quais o principal é o sistema de visão técnica (STZ). Lunokhod-1 e Lunokhod-2, desenvolvidos em 1970-1973, controlados por um operador humano em modo de supervisão, receberam e transmitiram informações valiosas sobre a superfície lunar para a Terra. E em 1975 as estações interplanetárias automáticas Venera-9 e Venera-10 foram lançadas na URSS. Com a ajuda de repetidores, eles transmitiram informações sobre a superfície de Vênus, pousando nela.

O primeiro rover do mundo "Lunokhod-1"

Em 1962, um robô humanóide "REKS" apareceu no Museu Politécnico, que realizava excursões para crianças.

Desde o final dos anos 60, a introdução em massa dos primeiros robôs domésticos na indústria começou na União Soviética, o desenvolvimento de fundações científicas e técnicas e organizações relacionadas à robótica. A exploração de espaços subaquáticos por robôs começou a se desenvolver rapidamente, o desenvolvimento militar e espacial foi aprimorado.

Uma conquista especial naqueles anos foi o desenvolvimento de uma aeronave de reconhecimento não tripulado de longo alcance DBR-1, que poderia realizar missões em toda a Europa Ocidental e Central. Além disso, este drone recebeu a designação I123K, sua produção em série foi estabelecida desde 1964.

DBR - 1

Em 1966, os cientistas de Voronezh inventaram um manipulador para empilhar chapas de metal.

Como mencionado acima, o desenvolvimento do mundo subaquático acompanhou outros avanços técnicos. Assim, em 1968, o Instituto de Oceanologia da Academia de Ciências da URSS, juntamente com o Instituto Politécnico de Leningrado e outras universidades, criou um dos primeiros robôs para a exploração do mundo subaquático - um dispositivo controlado por computador "Manta" (do tipo "Polvo"). Seu sistema de controle e aparato sensorial possibilitavam capturar e pegar um objeto apontado pelo operador, trazê-lo ao "tele-olho" ou colocá-lo em um bunker para estudo, bem como a busca por objetos em águas turbulentas.

Em 1969, no Instituto Central de Pesquisa do Ministério da Indústria de Defesa, sob a liderança de B. N. Sumin começou a criar um robô industrial "Universal-50". E em 1971, surgiram os primeiros protótipos de robôs industriais de primeira geração - robôs UM-1 (criados sob a liderança de PNBelyanin e B. Sh. Rozin) e UPK-1 (sob a liderança de VI Aksenov), equipados com controles de sistemas de software e projetados para realizar operações de usinagem, estampagem a frio, galvanoplastia.

A automação naqueles anos chegou a ponto de introduzir um cortador robótico em um dos ateliês. Foi programado para um padrão, medindo o tamanho da figura do cliente até o corte do tecido.

No início dos anos 70, muitas fábricas mudaram para linhas automatizadas. Por exemplo, a fábrica de relógios Petrodvorets "Raketa" abandonou a montagem manual de relógios mecânicos e mudou para linhas robóticas realizando essas operações. Assim, mais de 300 trabalhadores foram libertados do trabalho tedioso e aumentaram a produtividade do trabalho em 6 vezes. A qualidade dos produtos melhorou e o número de rejeições diminuiu drasticamente. Por uma produção avançada e racional, a fábrica recebeu a Ordem da Bandeira Vermelha do Trabalho em 1971.

Petrodvorets Relojoaria "Raketa"

Em 1973, os primeiros robôs industriais móveis MP-1 e "Sprut" da URSS foram montados e colocados em produção no OKB TC do Instituto Politécnico de Leningrado e, um ano depois, chegaram a realizar o primeiro campeonato mundial de xadrez entre computadores, onde o vencedor foi o programa soviético "Kaissa".

No mesmo 1974, o Conselho de Ministros da URSS em um decreto governamental de 22 de julho de 1974 "Sobre medidas para organizar a produção de manipuladores automáticos programados para engenharia mecânica" indicou: nomear o OKB TK como a principal organização para o desenvolvimento de robôs industriais para engenharia mecânica. De acordo com o decreto do Comitê Estadual de Ciência e Tecnologia da URSS, os primeiros 30 robôs industriais em série foram criados para atender a várias indústrias: para soldagem, para manutenção de prensas e máquinas-ferramenta, etc. O desenvolvimento dos sistemas de navegação magnética Kedr, Invariant e Skat para espaçonaves, submarinos e aviões começou em Leningrado.

A introdução de vários sistemas de computação não parou. Assim, em 1977, V. Burtsev criou o primeiro complexo de computador com multiprocessador simétrico (MCC) "Elbrus-1". Para pesquisas interplanetárias, os cientistas soviéticos criaram um robô integral "Centauro" controlado pelo complexo M-6000. A navegação desse complexo computacional consistia em um giroscópio e um sistema de contagem de dados com hodômetro, além de estar equipado com um medidor de distância por varredura a laser e um sensor tátil que possibilitava a obtenção de informações sobre o ambiente.

As melhores amostras criadas até o final dos anos 70 incluem robôs industriais como "Universal", PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 e uma série de outros modelos.

Em 1978, a URSS publicou um catálogo "Robôs industriais" (M.: Min-Stankoprom da URSS; Ministério da Educação Superior da RSFSR; NIIMash; Escritório de Design de Cibernética Técnica no Instituto Politécnico de Leningrado, 109 p.), Que apresentou as características técnicas de 52 modelos de robôs industriais e dois manipuladores com controle manual.

De 1969 a 1979, o número de oficinas e indústrias totalmente mecanizadas e automatizadas aumentou de 22, 4 para 83, 5 mil, e empresas mecanizadas - de 1, 9 para 6, 1 mil.

Em 1979, na URSS, eles começaram a produzir UVKs multiprocessadores de alto desempenho com uma estrutura PS 2000 reconfigurável, o que tornou possível resolver muitos problemas matemáticos e outros. Foi desenvolvida uma tecnologia de paralelização de tarefas, que permitiu o desenvolvimento da ideia de um sistema de inteligência artificial. No Instituto de Cibernética, sob a liderança de N. Amosov, foi criado o lendário robô "Kid", que era controlado por uma rede neural de aprendizagem. Tal sistema, com o auxílio do qual vários estudos significativos no campo das redes neurais foram realizados, revelou as vantagens do gerenciamento destas últimas em relação aos algoritmos tradicionais. Ao mesmo tempo, a União Soviética desenvolveu um modelo revolucionário de computador de segunda geração - BESM-6, no qual o protótipo da moderna memória cache apareceu pela primeira vez.

BESM-6

Também em 1979 na Universidade Técnica do Estado de Moscou. N. E. Bauman, por ordem da KGB, foi desenvolvido um dispositivo para descarte de objetos explosivos - um robô móvel ultraleve MRK-01 (as características do robô podem ser visualizadas no link).

Em 1980, cerca de 40 novos modelos de robôs industriais entraram na produção em série. Também, de acordo com o programa da Norma Estadual da URSS, iniciaram-se os trabalhos de padronização e unificação desses robôs, e em 1980 surgiu o primeiro robô industrial pneumático com controle posicional, equipado com visão técnica MP-8. Foi desenvolvido pelo OKB TC do Instituto Politécnico de Leningrado, onde foi criado o Instituto Central de Pesquisa e Desenvolvimento de Robótica e Cibernética Técnica (TsNII RTK). Além disso, os cientistas se preocuparam com a criação de robôs sencientes.

Em geral, em 1980, o número de robôs industriais na URSS ultrapassava 6.000 peças, o que era mais de 20% do número total no mundo.

Em outubro de 1982, a URSS tornou-se a organizadora da exposição internacional Robôs Industriais-82. No mesmo ano, foi publicado um catálogo "Robôs industriais e manipuladores com controle manual" (Moscou: NIIMash USSR Ministry of Machine-Tool Industry, 100 p.), Que fornecia dados sobre robôs industriais produzidos não apenas na URSS (67 modelos), mas também na Bulgária, Hungria, Alemanha Oriental, Polônia, Romênia e Tchecoslováquia.

Em 1983, a URSS adotou um complexo único P-700 "Granit" desenvolvido especificamente para a Marinha, desenvolvido pela NPO Mashinostroyenia (OKB-52), no qual mísseis podiam se alinhar em formação de batalha e distribuir alvos durante o vôo entre si.

Em 1984, foram desenvolvidos sistemas para o resgate de informações de aeronaves acidentadas e a designação dos locais de queda "Maple", "Marker" e "Call".

No Instituto de Cibernética, por ordem do Ministério da Defesa da URSS, foi criado durante esses anos um robô autônomo "MAVR", que podia se dirigir livremente ao alvo por terrenos acidentados e difíceis. O "MAVR" possuía uma alta capacidade de cross-country e um sistema de proteção confiável. Também durante esses anos, o primeiro robô de incêndio foi projetado e implementado.

Em maio de 1984, o governo emitiu um decreto "Sobre a aceleração dos trabalhos de automação da produção de máquinas com base em processos tecnológicos avançados e complexos reajustáveis flexíveis", que deu um novo salto na robotização na URSS. As responsabilidades pela implementação da política no campo da criação, introdução e manutenção da produção automatizada flexível foram atribuídas ao Ministério da Indústria de Máquinas-Ferramenta da URSS. A maior parte do trabalho foi realizado em empresas de engenharia mecânica e metalmecânica.

Em 1984, já existiam mais de 75 oficinas automatizadas e seções equipadas com robôs, o processo de implementação integrada de robôs industriais como parte de linhas tecnológicas e instalações de produção automatizadas flexíveis que eram utilizadas na engenharia mecânica, fabricação de instrumentos, rádio e indústrias eletrônicas era ganhando força.

Em muitas empresas da União Soviética, foram colocados em operação módulos de produção flexíveis (PMM), linhas automatizadas flexíveis (GAL), seções (GAU) e oficinas (GAC) com sistemas automatizados de transporte e armazenamento (ATSS). No início de 1986, o número desses sistemas chegava a mais de 80, eles incluíam controle automático, troca de ferramentas e remoção de cavacos, devido ao qual o tempo do ciclo de produção foi reduzido em 30 vezes, a economia de área de produção aumentou em 30-40 %

Módulos de manufatura flexíveis

Em 1985, o TsNII RTK começou a desenvolver um sistema de robôs de bordo para a ISS "Buran", equipado com dois manipuladores de 15 m de comprimento, sistemas de iluminação, televisão e telemetria. As principais tarefas do sistema eram realizar operações com cargas de várias toneladas: descarregamento, atracação com a estação orbital. E em 1988 foi lançado o ISS Energia-Buran. Os autores do projeto foram V. P. Glushko e outros cientistas soviéticos. O ISS Energia-Buran tornou-se o projeto mais significativo e avançado da década de 1980 na URSS.

ISS “Energia-Buran”

Em 1981-1985. na URSS houve um certo declínio na produção de robôs devido à crise mundial nas relações entre os países, mas no início de 1986 já funcionavam nas empresas do Ministério de Instrumentos da URSS mais de 20.000 robôs industriais.

No final de 1985, o número de robôs industriais na URSS se aproximava de 40.000, o que representava cerca de 40% de todos os robôs do mundo. Para efeito de comparação: nos EUA, esse número era várias vezes menor. Os robôs foram amplamente introduzidos na economia e na indústria.

Após os trágicos eventos na usina nuclear de Chernobyl, a Universidade Técnica Estadual de Moscou em homenagem Bauman, engenheiros soviéticos V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin rapidamente e com sucesso desenvolveram robôs móveis que ajudaram a realizar a pesquisa necessária e trabalhar após o desastre em áreas perigosas - MRK e Mobot-ChKhV. Sabe-se que naquela época eram utilizados dispositivos robóticos tanto na forma de buldôzeres radiocontrolados quanto robôs especiais para a desinfecção do entorno, da cobertura e da construção da unidade de emergência da usina nuclear.

Mobot-CHHV (robô móvel, Chernobyl, para tropas químicas)

Em 1985, a URSS desenvolveu Gosstandards para robôs industriais e manipuladores: padrões como GOST 12.2.072-82 “Robôs industriais. Complexos tecnológicos robóticos e seções. Requisitos gerais de segurança ", GOST 25686-85" Manipuladores, operadores automáticos e robôs industriais. Termos e definições "e GOST 26053-84" Robôs industriais. Regras de aceitação. Métodos de teste ".

No final dos anos 80, a tarefa de robotizar a economia nacional ganhava grande urgência: mineração, metalurgia, química, indústria ligeira e alimentar, agricultura, transportes e construção. A tecnologia de fabricação de instrumentos foi amplamente desenvolvida, passando para a base microeletrônica.

Nos últimos anos soviéticos, um robô podia substituir de uma a três pessoas na produção, dependendo do turno, aumentava a produtividade do trabalho em cerca de 20-40% e substituía principalmente trabalhadores pouco qualificados. O desafio para os cientistas e desenvolvedores soviéticos era reduzir o custo do robô, pois isso restringia enormemente a robótica onipresente.

Na URSS, várias equipes científicas e de produção estiveram envolvidas no desenvolvimento dos fundamentos teóricos da robótica, no desenvolvimento de ideias científicas e técnicas, na criação e na pesquisa de robôs e sistemas robóticos naqueles anos: MSTU im. N. E. Bauman, Instituto de Engenharia Mecânica. A. A. Blagonravova, Instituto Central de Pesquisa e Desenvolvimento de Robótica e Cibernética Técnica (TsNII RTK) do Instituto Politécnico de São Petersburgo, Instituto de Soldagem Elétrica em homenagem E. O. Paton (Ucrânia), Instituto de Matemática Aplicada, Instituto de Problemas de Controle, Instituto de Pesquisa de Tecnologia de Engenharia Mecânica (St. Rostov), Instituto de Pesquisa Experimental de Máquinas-Ferramentas de Corte de Metal, Instituto de Design e Tecnologia de Engenharia Pesada, Orgstankoprom, etc.

Membros correspondentes I. M. Makarov, D. E. Okhotsimsky, bem como cientistas e especialistas famosos M. B. Ignatiev, D. A. Pospelov, A. B. Kobrinsky, G. N. Rapoport, B. C. Gurfinkel, N. A. Lakota, Yu. G. Kozyrev, V. S. Kuleshov, F. M. Kulakov, B. C. Yastrebov, E. G. Nahapetyan, A. V. Timofeev, B. C. Rybak, M. S. Voroshilov, A. K. Platonov, G. P. Katys, A. P. Bessonov, A. M. Pokrovsky, B. G. Avetikov, A. I. Korendyasev e outros.

Os jovens especialistas foram formados através do sistema de formação universitária, ensino secundário especial e profissional e através do sistema de reciclagem e formação avançada de trabalhadores.

O treinamento de pessoal na principal especialidade robótica "Sistemas e complexos robóticos" foi realizado na época em várias universidades importantes do país (MSTU, SPPI, Kiev, Chelyabinsk, Krasnoyarsk Polytechnic Institutes, etc.).

Durante muitos anos, o desenvolvimento da robótica na URSS e nos países da Europa de Leste foi realizado no âmbito da cooperação entre os países membros do CMEA (Conselho de Assistência Económica Mútua). Em 1982, os chefes das delegações assinaram um Acordo Geral de Cooperação Multilateral para o Desenvolvimento e Organização da Produção de Robôs Industriais, em relação ao qual foi criado o Conselho de Designers Chefes (SGC). No início de 1983, os membros do CMEA assinaram um Acordo de especialização multilateral e cooperação na produção de robôs industriais e manipuladores para diversos fins e, em dezembro de 1985, a 41ª (extraordinária) sessão do CMEA adotou o Programa Compreensivo de Progresso Científico e Tecnológico dos Países Membros do CMEA até 2000, no qual os robôs industriais e a robotização da produção estão incluídos como uma das áreas prioritárias para a automação integrada.

Com a participação da URSS, Hungria, República Democrática Alemã, Polônia, Romênia, Tchecoslováquia e outros países do campo socialista, um novo robô industrial para soldagem a arco elétrico "Interrobot-1" foi criado com sucesso naqueles anos. Com especialistas da Bulgária, cientistas da URSS chegaram a fundar a associação de produção "Proletário Vermelho - Beroe", que estava equipada com modernos robôs com acionamentos eletromecânicos da série RB-240. Destinavam-se a operações auxiliares: carga e descarga de peças em máquinas de corte de metal, troca de ferramentas de trabalho, transporte e paletização de peças, etc.

Resumindo, podemos dizer que no início dos anos 90, cerca de 100.000 unidades de robôs industriais foram produzidos na União Soviética, que substituíram mais de um milhão de trabalhadores, mas os funcionários dispensados ainda encontraram trabalho. Na URSS, mais de 200 modelos de robôs foram desenvolvidos e produzidos. No final de 1989, mais de 600 empresas e mais de 150 institutos de pesquisa e agências de design faziam parte do Ministério do Instrumento da URSS. O número total de funcionários do setor ultrapassou um milhão.

Os engenheiros soviéticos planejavam introduzir o uso de robôs em quase todas as áreas da indústria: engenharia mecânica, agricultura, construção, metalurgia, mineração, indústrias leves e alimentícias, mas isso não estava destinado a se tornar realidade.

Com a destruição da URSS, os planejados trabalhos de desenvolvimento da robótica em nível estadual foram interrompidos e a produção em série de robôs. Mesmo aqueles robôs que já eram usados na indústria desapareceram: os meios de produção foram privatizados, as fábricas foram completamente arruinadas e o equipamento caro exclusivo foi destruído ou vendido para sucata. O capitalismo chegou.