Entstehung und Entwicklung der sowjetischen Robotik

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Ein guter Übersichtsartikel über die Entstehung und Entwicklung der sowjetischen Robotik.

Robotisierung in der UdSSR

Im 20. Jahrhundert war die UdSSR tatsächlich einer der Weltmarktführer in der Robotik. Entgegen allen Behauptungen bürgerlicher Propagandisten und Politiker konnte sich die Sowjetunion in mehreren Jahrzehnten von einem Land mit einem Volk, das nicht lesen und schreiben konnte, zu einer fortschrittlichen Weltraummacht entwickeln.

Betrachten wir einige – aber längst nicht alle – Beispiele für die Entstehung und Entwicklung von Roboterlösungen.

In den 1930er Jahren entwickelte einer der sowjetischen Schüler, Vadim Matskevich, einen Roboter, der sich mit seiner rechten Hand bewegen konnte. Die Entwicklung des Roboters dauerte 2 Jahre, die ganze Zeit verbrachte der Junge in den Drehwerkstätten des Novocherkassk Polytechnic Institute. Vadim zeichnete sich bereits im Alter von 12 Jahren durch seinen Einfallsreichtum aus. Er schuf einen funkgesteuerten kleinen Panzerwagen, der Feuerwerkskörper abfeuerte.

Auch in diesen Jahren entstanden automatische Linien zur Bearbeitung von Lagerteilen, und dann wurde Ende der 40er Jahre zum ersten Mal weltweit eine komplexe Produktion von Kolben für Traktorenmotoren geschaffen. Alle Prozesse wurden automatisiert: vom Verladen der Rohstoffe bis zum Verpacken von Produkten.

In den späten 40er Jahren schloss der sowjetische Wissenschaftler Sergei Lebedew die Entwicklung des ersten in der Sowjetunion befindlichen elektronischen Digitalcomputers MESM ab, der 1950 auf den Markt kam. Dieser Computer wurde der schnellste in Europa. Ein Jahr später erteilte die Sowjetunion einen Auftrag zur Entwicklung automatischer Steuerungssysteme für militärische Ausrüstung und zur Schaffung der Abteilung für Spezialrobotik und Mechatronik.

1958 entwickelten sowjetische Wissenschaftler den weltweit ersten Halbleiter AVM (Analog Computer) MN-10, der die Gäste der Ausstellung in New York gewann. Gleichzeitig äußerte der Kybernetiker Viktor Glushkov die Idee von "hirnähnlichen" Computerstrukturen, die Milliarden von Prozessoren verbinden und die Fusion von Datenspeichern erleichtern würden.

Analogrechner MN-10

Ende der 1950er Jahre gelang es sowjetischen Wissenschaftlern zum ersten Mal, die Rückseite des Mondes zu fotografieren. Dies geschah mit der automatischen Station "Luna-3". Und am 24. September 1970 lieferte die sowjetische Raumsonde Luna-16 Bodenproben vom Mond zur Erde. Dies wurde dann 1972 mit dem Luna-20-Gerät wiederholt.

Eine der bemerkenswertesten Errungenschaften der häuslichen Robotik und Wissenschaft war die Schaffung des nach V. I. benannten Designbüros. Lawotschkin-Apparat "Lunochod-1". Dies ist ein Sensor der zweiten Generation. Es ist mit Sensorsystemen ausgestattet, von denen das wichtigste das Technical Vision System (STZ) ist. Lunokhod-1 und Lunokhod-2, 1970-1973 entwickelt, von einem menschlichen Operator im Überwachungsmodus gesteuert, empfingen und übermittelten wertvolle Informationen über die Mondoberfläche zur Erde. Und 1975 wurden die automatischen interplanetaren Stationen Venera-9 und Venera-10 in der UdSSR gestartet. Mit Hilfe von Repeatern übermittelten sie Informationen über die Oberfläche der Venus und landeten darauf.

Der erste Rover der Welt "Lunokhod-1"

1962 erschien im Polytechnischen Museum ein humanoider Roboter "REKS", der Exkursionen für Kinder durchführte.

Seit Ende der 60er Jahre begann in der Sowjetunion die Masseneinführung der ersten Haushaltsroboter in die Industrie, die Entwicklung wissenschaftlicher und technischer Grundlagen und Organisationen rund um die Robotik. Die Erforschung von Unterwasserräumen durch Roboter begann sich schnell zu entwickeln, Militär- und Raumfahrtentwicklungen wurden verbessert.

Eine besondere Leistung in diesen Jahren war die Entwicklung eines unbemannten Langstrecken-Aufklärungsflugzeugs DBR-1, das Missionen in ganz West- und Mitteleuropa durchführen konnte. Auch diese Drohne erhielt die Bezeichnung I123K, ihre Serienproduktion ist seit 1964 etabliert.

DBR - 1

1966 erfanden Wissenschaftler aus Woronesch einen Manipulator zum Stapeln von Blechen.

Wie bereits erwähnt, hielt die Entwicklung der Unterwasserwelt mit anderen technischen Durchbrüchen Schritt. So schuf 1968 das Institut für Ozeanologie der Akademie der Wissenschaften der UdSSR zusammen mit dem Leningrader Polytechnikum und anderen Universitäten einen der ersten Roboter zur Erforschung der Unterwasserwelt - ein computergesteuertes Gerät "Manta". (vom Typ "Octopus"). Sein Kontrollsystem und seine Sensorik ermöglichten es, ein Objekt, auf das der Bediener zeigt, zu erfassen und aufzunehmen, zum "Tele-Auge" zu bringen oder zum Studium in einen Bunker zu legen sowie nach Objekten in unruhigem Wasser zu suchen.

1969 am Zentralen Forschungsinstitut des Ministeriums für Verteidigungsindustrie unter der Leitung von B. N. Surnin begann mit der Entwicklung eines Industrieroboters "Universal-50". Und 1971 erschienen die ersten Prototypen von Industrierobotern der ersten Generation - Roboter UM-1 (entwickelt unter der Leitung von PNBelyanin und B. Sh. Rozin) und UPK-1 (unter der Leitung von VI Aksenov), ausgestattet mit Software-Systemsteuerungen und zur Durchführung von Bearbeitungsvorgängen, Kaltprägen, Galvanisieren.

Die Automatisierung erreichte in jenen Jahren sogar den Punkt, dass in einem der Ateliers ein Schneideroboter eingeführt wurde. Es wurde für ein Schnittmuster programmiert, das die Größe der Kundenfigur bis zum Zuschneiden des Stoffes vermisste.

Anfang der 70er Jahre stellten viele Fabriken auf automatisierte Linien um. Zum Beispiel hat die Uhrenfabrik Petrodvorets "Raketa" die manuelle Montage mechanischer Uhren aufgegeben und auf Roboterlinien umgestellt, die diese Arbeiten ausführen. So wurden mehr als 300 Arbeiter von mühsamer Arbeit befreit und die Arbeitsproduktivität um das Sechsfache gesteigert. Die Qualität der Produkte hat sich verbessert und der Ausschuss ist drastisch gesunken. Für fortschrittliche und rationelle Produktion wurde dem Werk 1971 der Orden des Roten Banners der Arbeit verliehen.

Petrodvorets Uhrenfabrik "Raketa"

1973 wurden die ersten mobilen Industrieroboter der UdSSR MP-1 und "Sprut" im OKB TC des Leningrader Polytechnischen Instituts montiert und in Produktion genommen, und ein Jahr später veranstalteten sie sogar die erste Schachweltmeisterschaft unter Computern, bei der der Gewinner war das sowjetische Programm "Kaissa".

Im selben Jahr 1974 hat der Ministerrat der UdSSR in einem Regierungsdekret vom 22. Juli 1974 "Über Maßnahmen zur Organisation der Produktion von automatischen programmierten Manipulatoren für den Maschinenbau" angegeben: das OKB TK als Hauptorganisation für die Entwicklung zu ernennen von Industrierobotern für den Maschinenbau. Gemäß dem Dekret des Staatlichen Komitees für Wissenschaft und Technologie der UdSSR wurden die ersten 30 serienmäßigen Industrieroboter für verschiedene Industrien entwickelt: zum Schweißen, zum Service von Pressen und Werkzeugmaschinen usw. In Leningrad begann die Entwicklung der magnetischen Navigationssysteme Kedr, Invariant und Skat für Raumschiffe, U-Boote und Flugzeuge.

Die Einführung verschiedener Computersysteme stand nicht still. So schuf V. Burtsev 1977 den ersten symmetrischen Multiprozessor-Computerkomplex (MCC) "Elbrus-1". Für die interplanetare Forschung haben sowjetische Wissenschaftler einen integralen Roboter "Centaur" entwickelt, der vom M-6000-Komplex gesteuert wird. Die Navigation dieses Rechenkomplexes bestand aus einem Gyroskop und einem Koppelnavigationssystem mit Kilometerzähler, außerdem war es mit einem Laserscanning-Entfernungsmesser und einem taktilen Sensor ausgestattet, der es ermöglichte, Informationen über die Umgebung zu erhalten.

Zu den besten Mustern, die Ende der 70er Jahre entstanden sind, zählen Industrieroboter wie "Universal", PR-5, Brig-10, MP-9S, TUR-10 und eine Reihe weiterer Modelle.

1978 veröffentlichte die UdSSR einen Katalog "Industrieroboter" (M.: Min-Stankoprom der UdSSR; Ministerium für Hochschulbildung der RSFSR; NIIMash; Design Bureau of Technical Kybernetics am Leningrad Polytechnic Institute, 109 S.), präsentierte die technischen Eigenschaften von 52 Modellen von Industrierobotern und zwei Manipulatoren mit manueller Steuerung.

Von 1969 bis 1979 stieg die Zahl der umfassend mechanisierten und automatisierten Werkstätten und Industrien von 22, 4 auf 83,5 Tausend und der mechanisierten Unternehmen - von 1, 9 auf 6, 1 Tausend.

1979 begannen sie in der UdSSR mit der Produktion von Hochleistungs-Multiprozessor-UVKs mit einer rekonfigurierbaren PS 2000-Struktur, die es ermöglichte, viele mathematische und andere Probleme zu lösen. Es wurde eine Technologie zur Parallelisierung von Aufgaben entwickelt, die die Idee eines künstlichen Intelligenzsystems entstehen ließ. Am Institut für Kybernetik entstand unter der Leitung von N. Amosov der legendäre Roboter „Kid“, der von einem lernenden neuronalen Netz gesteuert wurde. Ein solches System, mit dessen Hilfe eine Reihe bedeutender Studien auf dem Gebiet der neuronalen Netze durchgeführt wurden, zeigte die Vorteile bei deren Verwaltung gegenüber traditionellen algorithmischen. Zur gleichen Zeit entwickelte die Sowjetunion ein revolutionäres Modell des Computers der zweiten Generation - BESM-6, in dem der Prototyp des modernen Cache-Speichers erstmals auftauchte.

BESM-6

Ebenfalls 1979 an der Staatlichen Technischen Universität Moskau. N. E. Bauman wurde im Auftrag des KGB ein Gerät zur Entsorgung explosiver Gegenstände entwickelt - ein ultraleichter mobiler Roboter MRK-01 (die Eigenschaften des Roboters können unter dem Link eingesehen werden).

Bis 1980 gingen etwa 40 neue Modelle von Industrierobotern in Serie. In Übereinstimmung mit dem Programm des Staatsstandards der UdSSR begannen auch die Arbeiten zur Standardisierung und Vereinheitlichung dieser Roboter, und 1980 erschien der erste pneumatische Industrieroboter mit Positionssteuerung, der mit der technischen Vision MP-8 ausgestattet war. Es wurde vom OKB TC des Leningrader Polytechnischen Instituts entwickelt, wo das Zentrale Forschungs- und Entwicklungsinstitut für Robotik und Technische Kybernetik (TsNII RTK) gegründet wurde. Wissenschaftler haben sich auch mit der Erschaffung empfindungsfähiger Roboter beschäftigt.

Im Allgemeinen überstieg 1980 die Zahl der Industrieroboter in der UdSSR 6.000 Stück, was mehr als 20% der Gesamtzahl der Welt ausmachte.

Im Oktober 1982 wurde die UdSSR Veranstalter der internationalen Ausstellung Industrial Robots-82. Im selben Jahr erschien ein Katalog "Industrielle Roboter und Manipulatoren mit manueller Steuerung" (Moskau: NIIMash UdSSR Ministerium für Werkzeugmaschinenindustrie, 100 S.), der Daten über nicht nur in der UdSSR hergestellte Industrieroboter (67 Modelle), aber auch in Bulgarien, Ungarn, Ostdeutschland, Polen, Rumänien und der Tschechoslowakei.

1983 übernahm die UdSSR einen einzigartigen P-700 "Granit" -Komplex, der speziell für die Marine entwickelt und von NPO Mashinostroyenia (OKB-52) entwickelt wurde, in dem sich Raketen unabhängig voneinander in Gefechtsformation aufstellen und Ziele während des Fluges untereinander verteilen konnten.

1984 wurden Systeme zur Bergung von Informationen aus abgestürzten Flugzeugen und zur Kennzeichnung von Absturzstellen „Maple“, „Marker“und „Call“entwickelt.

Am Institut für Kybernetik wurde in diesen Jahren im Auftrag des Verteidigungsministeriums der UdSSR ein autonomer Roboter "MAVR" entwickelt, der durch unwegsames, schwieriges Gelände frei auf das Ziel zusteuern konnte. "MAVR" verfügte über eine hohe Geländegängigkeit und ein zuverlässiges Schutzsystem. Ebenfalls in diesen Jahren wurde der erste Feuerwehrroboter entworfen und umgesetzt.

Im Mai 1984 erließ die Regierung ein Dekret "Über die Beschleunigung der Arbeiten zur Automatisierung der Maschinenbauproduktion auf der Grundlage fortschrittlicher technologischer Prozesse und flexibler nachstellbarer Komplexe", das einen neuen Sprung in der Robotisierung in der UdSSR ermöglichte. Die Verantwortung für die Umsetzung der Politik im Bereich der Schaffung, Einführung und Aufrechterhaltung einer flexiblen automatisierten Produktion wurde dem Ministerium für Werkzeugmaschinenindustrie der UdSSR übertragen. Die meisten Arbeiten wurden in Maschinenbau- und metallverarbeitenden Betrieben ausgeführt.

1984 gab es bereits mehr als 75 automatisierte Werkstätten und Sektionen, die mit Robotern ausgestattet waren, der Prozess der integrierten Implementierung von Industrierobotern als Teil von technologischen Linien und flexiblen automatisierten Produktionsanlagen, die im Maschinenbau, Instrumentenbau, Funk- und Elektronikindustrie eingesetzt wurden an Stärke gewinnen.

Bei vielen Unternehmen der Sowjetunion wurden flexible Produktionsmodule (PMM), flexible automatisierte Linien (GAL), Sektionen (GAU) und Werkstätten (GAC) mit automatisierten Transport- und Lagersystemen (ATSS) in Betrieb genommen. Zu Beginn des Jahres 1986 zählte die Zahl dieser Systeme mehr als 80, dazu gehörten automatische Steuerung, Werkzeugwechsel und Späneabfuhr, wodurch die Produktionszykluszeit um das 30-fache reduziert wurde, die Einsparung an Produktionsfläche um 30-40. erhöht wurde %.

Flexible Fertigungsmodule

1985 begann TsNII RTK mit der Entwicklung eines Systems von Bordrobotern für die ISS "Buran", ausgestattet mit zwei 15 m langen Manipulatoren, Beleuchtungs-, Fernseh- und Telemetriesystemen. Die Hauptaufgaben des Systems bestanden darin, Operationen mit Tonnenladung durchzuführen: Entladen, Andocken an die Orbitalstation. Und 1988 wurde die ISS Energia-Buran gestartet. Die Autoren des Projekts waren V. P. Glushko und andere sowjetische Wissenschaftler. Die ISS Energia-Buran wurde das bedeutendste und fortschrittlichste Projekt der 1980er Jahre in der UdSSR.

ISS "Energia-Buran"

1981-1985. in der UdSSR gab es aufgrund der weltweiten Krise der Beziehungen zwischen den Ländern einen gewissen Rückgang der Roboterproduktion, aber Anfang 1986 arbeiteten bereits mehr als 20.000 Industrieroboter in den Unternehmen des Instrumentenministeriums der UdSSR.

Ende 1985 erreichte die Zahl der Industrieroboter in der UdSSR fast 40.000, was etwa 40% aller Roboter der Welt ausmachte. Zum Vergleich: In den USA war diese Zahl um ein Vielfaches geringer. Roboter sind in Wirtschaft und Industrie weit verbreitet.

Nach den tragischen Ereignissen im Kernkraftwerk Tschernobyl ist die Moskauer Staatliche Technische Universität benannt nach Bauman, sowjetische Ingenieure V. Shvedov, V. Dorotov, M. Chumakov, A. Kalinin entwickelten schnell und erfolgreich mobile Roboter, die nach der Katastrophe in Gefahrenbereichen die erforderlichen Forschungen und Arbeiten durchführen - MRK und Mobot-ChKhV. Es ist bekannt, dass damals Robotergeräte sowohl in Form von funkgesteuerten Bulldozern als auch Spezialrobotern zur Desinfektion der Umgebung, des Daches und des Gebäudes der Notaufnahme des Kernkraftwerks eingesetzt wurden.

Mobot-CHHV (mobiler Roboter, Tschernobyl, für Chemietruppen)

Bis 1985 hatte die UdSSR Gos-Standards für Industrieroboter und Manipulatoren entwickelt: Standards wie GOST 12.2.072-82 „Industrieroboter. Robotertechnische Komplexe und Abschnitte. Allgemeine Sicherheitsanforderungen ", GOST 25686-85" Manipulatoren, Autooperatoren und Industrieroboter. Begriffe und Definitionen "und GOST 26053-84" Industrieroboter. Akzeptanzregeln. Testmethoden ".

Ende der 80er Jahre wurde die Aufgabe der Robotisierung der Volkswirtschaft von großer Dringlichkeit: Bergbau, Hüttenwesen, Chemie, Leicht- und Lebensmittelindustrie, Landwirtschaft, Verkehr und Bauwesen. Die Technologie des Instrumentenbaus wurde weit entwickelt, die auf die mikroelektronische Basis überging.

In den späten Sowjetjahren konnte ein Roboter je nach Schicht ein bis drei Personen in der Produktion ersetzen, die Arbeitsproduktivität um etwa 20-40% steigern und hauptsächlich geringqualifizierte Arbeiter ersetzen. Die Herausforderung für sowjetische Wissenschaftler und Entwickler bestand darin, die Kosten des Roboters zu senken, da dies die allgegenwärtige Robotik stark einschränkte.

In der UdSSR waren in diesen Jahren eine Reihe von Wissenschafts- und Produktionsteams an der Entwicklung der theoretischen Grundlagen der Robotik, der Entwicklung wissenschaftlicher und technischer Ideen, der Entwicklung und Erforschung von Robotern und Robotersystemen beteiligt: MSTU im. N. E. Baumann, Institut für Maschinenbau. A. A. Blagonravova, Central Research and Development Institute of Robotics and Technical Kybernetics (TsNII RTK) des St. Petersburg Polytechnic Institute, Institut für Elektroschweißen benannt nach E. O. Paton (Ukraine), Institut für Angewandte Mathematik, Institut für Regelungsprobleme, Forschungsinstitut für Maschinenbautechnik (St. Rostov), Experimentelles Forschungsinstitut für spanende Werkzeugmaschinen, Design- und Technologieinstitut für Schwermaschinenbau, Orgstankoprom usw.

Korrespondierende Mitglieder I. M. Makarov, D. E. Okhotsimsky sowie berühmte Wissenschaftler und Spezialisten M. B. Ignatiev, D. A. Pospelov, A. B. Kobrinsky, G. N. Rapoport, BC 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. Woroschilow, A. K. Platonov, G. P. Katys, A. P. Bessonov, A. M. Pokrovsky, B. G. Avetikov, A. I. Korendjasew und andere.

Junge Fachkräfte wurden durch das System der Hochschulausbildung, der sonderpädagogischen und beruflichen Bildung sowie durch das System der Umschulung und Weiterbildung der Arbeitnehmer ausgebildet.

Die Personalausbildung im Hauptfach Robotik "Robotersysteme und -komplexe" wurde zu dieser Zeit an mehreren führenden Universitäten des Landes (MSTU, SPPI, Kiew, Tscheljabinsk, Krasnojarsk Polytechnische Institute usw.) durchgeführt.

Die Entwicklung der Robotik in der UdSSR und den Ländern Osteuropas wurde über viele Jahre im Rahmen der Zusammenarbeit zwischen den RGW-Mitgliedsländern (Rat für gegenseitige Wirtschaftshilfe) durchgeführt. 1982 unterzeichneten die Delegationsleiter ein Allgemeines Abkommen über die multilaterale Zusammenarbeit bei der Entwicklung und Organisation der Produktion von Industrierobotern, in dessen Zusammenhang der Council of Chief Designers (SGC) gegründet wurde. Anfang 1983 unterzeichneten die RGW-Mitglieder ein Abkommen über die multilaterale Spezialisierung und Zusammenarbeit bei der Herstellung von Industrierobotern und Manipulatoren für verschiedene Zwecke, und im Dezember 1985 verabschiedete die 41. (außerordentliche) RGW-Tagung das Umfassende Programm des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts der RGW-Mitgliedsländer bis 2000, in denen Industrieroboter und die Robotisierung der Produktion als einer der vorrangigen Bereiche für die integrierte Automatisierung enthalten sind.

Unter Beteiligung der UdSSR, Ungarns, der Deutschen Demokratischen Republik, Polens, Rumäniens, der Tschechoslowakei und anderer Länder des sozialistischen Lagers wurde in diesen Jahren erfolgreich ein neuer Industrieroboter zum Lichtbogenschweißen "Interrobot-1" geschaffen. Wissenschaftler aus der UdSSR gründeten mit Spezialisten aus Bulgarien sogar den Produktionsverbund „Roter Proletarier – Beroe“, der mit modernen Robotern mit elektromechanischen Antrieben der Baureihe RB-240 ausgestattet wurde. Sie waren für Hilfsoperationen bestimmt: Be- und Entladen von Teilen auf Zerspanungsmaschinen, Wechseln von Arbeitswerkzeugen, Transportieren und Palettieren von Teilen usw.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bis Anfang der 90er Jahre in der Sowjetunion etwa 100.000 Einheiten von Industrierobotern produziert wurden, die mehr als eine Million Arbeiter ersetzten, die freigestellten Mitarbeiter aber noch Arbeit fanden. In der UdSSR wurden mehr als 200 Robotermodelle entwickelt und produziert. Ende 1989 gehörten dem Instrumentenministerium der UdSSR über 600 Unternehmen und mehr als 150 Forschungsinstitute und Konstruktionsbüros an. Die Gesamtzahl der Beschäftigten in der Branche überstieg eine Million.

Sowjetische Ingenieure planten, den Einsatz von Robotern in fast allen Bereichen der Industrie einzuführen: Maschinenbau, Landwirtschaft, Bauwesen, Metallurgie, Bergbau, Leicht- und Lebensmittelindustrie, aber dies sollte nicht in Erfüllung gehen.

Mit der Zerstörung der UdSSR wurden die geplanten Arbeiten zur Entwicklung der Robotik auf staatlicher Ebene eingestellt und die Serienproduktion von Robotern eingestellt. Sogar die Roboter, die bereits in der Industrie eingesetzt wurden, sind verschwunden: Die Produktionsmittel wurden privatisiert, dann wurden die Fabriken komplett ruiniert, und die einzigartigen teuren Geräte wurden zerstört oder zu Schrott verkauft. Der Kapitalismus ist gekommen.