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18 de junio de 2011

Grandes Inventores de Máquinas Autómatas


Este trabajo ha sido extraído de la recopilación de información de alumnos de Ingeniería Eléctrica del Instituto Tecnológico de Chihuahua, México. De su extensa labor a la que se puede acceder completa usando el link al pie, hemos tomado algunos apuntes que creemos pueden resultar útiles como breve y poco destacable resumen cuando se lo compara con el original. N. de la R.

La historia de la automatización industrial está caracterizada por periodos de cambio bruscos en los métodos populares. Ya sea como causa o tal vez como efecto. Dichos periodos de cambio en las técnicas de automatización parecen estar estrechamente ligados con la economía mundial. Estas tecnologías están llevando a la automatización industrial hacia otra transición, cuyo alcance se desconoce aún.

La palabra robot fue utilizada por primera vez en 1921 cuando el escritor checo Kapel estrenó en el teatro nacional de Praga su obra Rossum Universal Robot. Su origen es la palabra eslava robota que refiere al trabajo realizado de manera forzada.

Pero sin duda alguna fue el escritor americano de origen ruso Isaac Asimov el máximo impulsor de la palabra robot. Se le atribuye a Asimov también la creación del término robotics (robótica).

Origen y desarrollo de la robótica

Los primeros dispositivos que responden a lo que hoy se conoce como robot no adoptaron inicialmente esta denominación. Tras los primeros autómatas, casi todos de aspecto humano. Los progenitores más directos de los robots fueron los manipuladores tele operados desarrollados con el objetivo de manejar elementos radioactivos sin riesgos para el operador.

Este consistía en un dispositivo mecánico maestro-esclavo. El manipulador maestro, situado en contacto con los elementos radioactivos y unido mecánicamente al maestro reproducía fielmente los movimientos de este. El operador además de poder observar a través de un grueso cristal, el resultado de sus acciones sentía a través del dispositivo maestro las fuerzas que el esclavo ejercía sobre su entorno.

A lo largo de la historia el hombre se ha fascinado por maquinas que imitan el movimiento del hombre. A estas máquinas los griegos las denominaban autómatas. De esta palabra deriva la palabra autómata: Maquina que imita la figura y los movimientos de un ser animado.

Autómatas o Mecanismos más Relevantes a través de la historia:
Ctesibius: Clepsidra. Órgano de agua.
Herón de Alejandría: Teatro automático.
Escuela de Posidonio: Mecanismo de antikythera.
Al Jozari: Fuente de pavo real.
Román Llul: Ars magna.
Desconocido: Gallo de la catedral de Estanburgo.
Leonardo DaVinci: León mecánico.
Juanelo Turriano: Monje u hombre de palo. Tocadora de laúd.
Jacques de Vaucanson: Pato. Flautista. Tamborilero.
Friedisch Von Krauss: Máquina de escritura automática.
Jaquet Droz: Escritor. Organista. Dibujante.
Hanzo Hosokawa: Muñeca para servir té.
Henry Maillardet: Muñeca capaz de dibujar.
Leonardo Torres Quevedo: Máquina algebraica. El telekino. Máquina de jugar ajedrez.

La era antes de Cristo

Ctesibius - (c. 270 a.C.) - Fue un ingeniero griego inventor y matemático de Alejandría, Vivió probablemente entre los siglos primero y tercero antes de Cristo. Él escribió los primeros tratados sobre la ciencia del aire comprimido y sus usos en las bombas (e incluso un cañón). Esto, en combinación con su trabajo sobre la elasticidad del aire en neumáticos, le valió el título de "padre de la neumática."

Sistema de Clépsidra o Reloj del agua: El sistema consiste en dos recipientes, uno superior y otro inferior. Uno de ellos tiene una abertura en el fondo por la que se pasa el agua al segundo, colocado debajo. Éste, provisto de un índice sostenido por un flotador, marca una graduación donde están señaladas las divisiones del tiempo. Otra forma de Clépsidra consiste en una copa perforada y llena de agua que se coloca encima de un tubo. Este tubo ha de vaciarse cada hora.

Órgano de agua o Hydraulis: Es un antiguo instrumento musical de viento, que funcionaba con un sistema de receptáculos llenos de agua para mantener constante la presión del aire. El agua y el aire entran en el instrumento y llegan juntos a la cámara eólica. A continuación, el aire comprimido entra en un compartimento situado en la parte superior de la cámara eólica, y desde aquí, se distribuye hacia los tubos del órgano. El agua, después de haber sido separada del aire, deja la cámara eólica conforme va entrando en ella. A continuación, el agua impulsa una rueda, que a su vez mueve un cilindro musical. Para hacer funcionar el órgano, la llave que permite el paso del agua al interior del instrumento debe estar abierta.

Herón de Alejandría (ca. 10–70 d. C.) - Fue un ingeniero y matemático helenístico, que destacó en Alejandría (en la provincia romana de Egipto); ejerció de ingeniero en su ciudad natal, Alejandría. Este griego es considerado uno de los científicos e inventores más grandes de la antigüedad y su trabajo es representativo de la tradición científica helenista. Tras el período helenístico, la ciencia helénica destacó en la ciudad de Alejandría, perdurando varios siglos (hasta la caída del Imperio romano), donde surgieron periódicamente destellos de genialidad. Uno de estos genios fue Herón, que demostró una actitud premoderna para la mecánica, descubriendo, aunque de forma arcaica, la ley de acción y reacción. Se basó a menudo en Ctesibio, inventor griego del siglo III antes de nuestra era, de quien se tienen noticias por el propio Herón y por Vitruvio. Describió gran número de máquinas sencillas y generalizó el principio de la palanca de Arquímedes. Ideó múltiples trabajos de inventiva y aportó muchas innovaciones en el campo de los autómatas. Su mayor logro fue la invención de la primera máquina de vapor, conocida como eolípila, y la Fuente de Herón. Es autor de numerosos tratados de mecánica, como La neumática donde estudia la hidráulica, y Los autómatas el primer libro de robótica de la historia. En La dioptra describe el funcionamiento de este aparato, similar al actual teodolito, usado en observaciones terrestres y astronómicas durante siglos. También en este libro describe el odómetro, utilizado para medir distancias recorridas por un viandante (o un vehículo). Describió, aunque de forma arcaica, la ley de acción-reacción de Isaac Newton, experimentando con vapor de agua. Generalizó el principio de la palanca de Arquímedes. Además, realizó una descripción detallada del hýdraulis de Ctesibio (un órgano que funcionaba con agua). En óptica, propuso en su Catóptrico que la luz viaja siguiendo el camino geométricamente más corto.

Posidonio (c. 135 a. C.-51 a. C.) Fue un político, astrónomo, geógrafo, historiador y filosofo estoico griego nativo de Apamea, Siria. Fue aclamado como el mayor polimata de su tiempo, aunque ninguna de sus numerosas obras puede leerse hoy en día, puesto que sólo han sobrevivido fragmentos.

Mecanismo de Anticitera: Es una calculadora mecánica antigua diseñada para el cálculo de la posición del Sol, la luna, y algunos planetas, permitiendo predecir eclipses. Fue descubierto en los restos de un naufragio cerca de la isla griega de Anticitera, entre Citera y Creta, y se cree que data del 87 a. C. Es uno de los primeros mecanismos de engranajes conocido, y se diseñó para seguir el movimiento de los cuerpos celestes. De acuerdo con las reconstrucciones realizadas, se trata de un mecanismo que usa engranajes diferenciales, lo cual es sorprendente dado que los primeros casos conocidos hasta su descubrimiento datan del siglo XVI. De acuerdo con los estudios iniciales llevados a cabo por el historiador Derek J. de Solla Price (1922-1983), el dispositivo era una computadora astronómica capaz de predecir las posiciones del Sol y de la Luna en el zodíaco, aunque estudios posteriores sugieren que el dispositivo era bastante más "inteligente". Empleando técnicas de tomografía lineal, Michael Wright, especialista en ingeniería mecánica del Museo de Ciencia de Londres, ha realizado un nuevo estudio del artefacto. Wright ha encontrado pruebas de que el mecanismo de Anticitera podía reproducir los movimientos del Sol y la Luna con exactitud, empleando un modelo epicíclico ideado por Hiparco, y de planetas como Mercurio y Venus, empleando un modelo elíptico derivado de Apolonio de Perge. No obstante, se sospecha que parte del mecanismo podría haberse perdido, y que estos engranajes adicionales podrían haber representado los movimientos de los otros tres planetas conocidos en la época: Marte, Júpiter y Saturno. Es decir, que habría predicho, con un grado más que respetable de certeza, las posiciones de todos los cuerpos celestes conocidos en la época.

Proyecto de investigación Antikythera: Un equipo internacional de científicos con miembros de la Universidad de Cardiff (M. Edmunds, T. Freeth), Universidad de Atenas (X. Moussas. I. Bitsakis) y la Universidad de Tesalónica (J. S. Seiradakis), en colaboración con el Museo Arqueológico de Atenas (E. Magkou, M. Zafeiropoulou) y la Institución Cultural del Banco de Grecia (A. Tselikas), usando técnicas desarrolladas por HP (T. Malzbender) y X-tex (R. Hudland) para el estudio del mecanismo de Antikythera, desarrolló una fotografía 3D basándose en tomografía computarizada de alta resolución. El resultado fue que se trata de una calculadora astronómica que predice la posición del sol y la luna en el cielo. El artefacto muestra las fases de la luna en cada mes utilizando el modelo de Hiparco. Tiene dos escalas en espiral que cubren el ciclo Calípico (cuatro ciclos Metónicos, 4 × 19 años) y el ciclo de Exeligmos (3 ciclos sarónicos, 3 × 18 años), prediciendo los eclipses de sol y luna. El mecanismo es aún más sofisticado de lo que se creía, con un enorme nivel científico en su diseño. Gracias a las técnicas actuales, se habría podido entender el funcionamiento del aparato. Basándose en la forma de las letras que pueden leerse en el mecanismo (H. Kritzas) se estableció su año de construcción, entre el 150 y el 100 a. C., más antiguo de lo que se estimaba.

La era después de Cristo

AL-JAZARI (c.1200 d. C.): A finales del siglo XII nace en el mundo islámico el que sería uno de los mayores inventores de su cultura. Estuvo metido en todo tipo de campos, desde la mejora de las bombas y conducciones para el agua, hasta relojes o autómatas para la diversión de los ricos de la época.

Fuente de Pavo Real: La fuente Royaltarki, conocida como fuente pavo real por tener una de esas espectaculares aves. Era un lavamanos que, al tirar de un punto de la cola del pavo, sacaba agua por su pico y, a medida que el agua caía por el desagüe, una figurilla con forma de sirviente salía de su escondite y te ofrecía cenizas vegetales (la pastilla de jabón de la época). Conforme más agua se usaba al aclararse, acaba apareciendo otra figurilla de detrás de unas puertas para ofrecerte esta vez una toalla para secarte.

Ramon Llull (c. 1315 d. C.): Fue escritor, cabalista, divulgador científico, misionero, teólogo, fraile franciscano, alquimista entre otras cosas, dejando una obra muy grande, variada y de muy alta calidad escrita en catalán, árabe y latín. La mayor parte de ella aún no ha sido traducida al castellano. Llull fue una de las figuras más avanzadas de los campos espiritual, teológico y literario de la Edad Media.

El Ars Magna - La máquina: Uno de los propósitos principales de la actividad literaria de Llull fue señalar los errores de los racionalistas como Averroes y mostrar la verdad según la entendían los cristianos de una manera tan clara y meridiana que incluso los musulmanes más fanáticos consiguieran apreciarla sin posibilidad de error. Así pues, Llull se dedicó a diseñar y construir una máquina lógica. De naturaleza mecánica, en ella las teorías, los sujetos y los predicados teológicos estaban organizados en figuras geométricas de las consideradas "perfectas" (por ejemplo círculos, cuadrados y triángulos). Al operar unos diales y palancas, girando manivelas y dando vueltas a un volante, las proposiciones y tesis se movían a lo largo de unas guías y se detenían frente a la postura positiva (certeza) o negativa (error) según correspondiese. Según Llull, la máquina podía probar por sí misma la verdad o mentira de un postulado. El religioso bautizó a su instrumento con el nombre de Ars Generalis Ultima ("Última arte general") o Ars Magna ("Gran arte"), aunque hoy se la conoce a veces como Ars Magna et Ultima. El ingenio fue tan importante para él que dedicó la mayor parte de su ingente obra a describirlo y explicarlo. La realidad teórica subyacente en aquel artefacto era una fusión o identificación de la teología con la filosofía, orientada a explicar las verdades de ambas ciencias como si fueran una. Era, por lo tanto, el nacimiento de la teosofía. El ars magna consistía en una serie de círculos concéntricos en las que había distintas palabras. Cuando un grupo de palabras se ponía en un orden determinado formando una pregunta, otras palabras se juntaba para formar la respuesta.

El Renacimiento

Gallo de la catedral de Estrasburgo (creador desconocido): Funcionó desde 1352 hasta 1789. Este es el autómata más antiguo que se conserva en la actualidad, formaba parte del reloj de la catedral de Estrasburgo y al dar las horas movía el pico y las alas.

Leonardo Da Vinci (1452-1519): Hombre por excelencia del Renacimiento diseñó al menos dos autómatas de los que se tenga constancia.

Primer autómata: El robot de Leonardo se refiere a un autómata humanoide diseñado por Leonardo da Vinci alrededor del año 1495. Los apuntes de diseño para el robot aparecen en los blocs de dibujo que fueron descubiertos de nuevo en los años 1950. No lo saben si una tentativa fue hecha para construir el dispositivo durante la vida de Leonardo. Desde el descubrimiento del bloc de dibujo, el robot ha sido construido fielmente basado en el diseño de Leonardo; esto demostró era totalmente funcional, como Leonardo había planificado El robot consta de una armadura germano-italiana y un mecanismo interno con el que se supone que realizaba movimientos parecidos a los humanos. El robot es un guerrero, vestido de la armadura alemán-italiana medieval, que es al parecer capaz de hacer varios movimientos parecidos a un humano. Estos movimientos incluidos sentando encima de, moviendo sus armas, cuello, y un anatómicamente corrigen la mandíbula. Esto es parcialmente la fruta de la investigación anatómica de Leonardo en la Canon de Dimensiones como descrito en el Hombre de Vitruvian. Este autómata se mueve a través de un complejo sistema cuerdas y poleas. El sistema se basa en los meticulosos estudios anatómicos realizados por Leonardo las cuerdas sustituyen a los tendones y los músculos del cuerpo humano las poleas están en lugar de las articulaciones el mecanismo se encuentra dentro de una armadura medieval, que es capaz de moverse si se accionan estas cuerdas.

Leonardo da Vinci no sólo es como se asocia con frecuencia, el pintor de la Mona Lisa y la Última Cena, sino también un fabricante de automatismos: verdaderos robots que sin motor ni electricidad eran capaces de caminar por si solos. Tales movimientos sorprendían a los poderosos de la época y se convertían en caprichos reales. En esta ocasión, un león mecánico de tamaño real capaz de caminar, realizada por Leonardo da Vinci a principios de 1500, ha sido restaurado, engranado, y "devuelto a la vida" recientemente por expertos en autómatas. La exposición de tan asombroso robot se está realizando Amboise, Francia, en lo que fue la última casa del genio renacentista.

El león: Símbolo de Francia, fue construido por Leonardo en 1515 a petición del Rey Francisco I. De acuerdo con los testimonios el autómata era capaz de moverse por sí solo y cuando se golpeaba su costado con un látigo dejaba caer de su vientre una lluvia de lirios, símbolo de la monarquía transalpina. Da Vinci no dejó constancia escrita de la ejecución del proyecto mediante dibujos del león, pero si que hay algunos detalles de los mecanismos que empleó. Con estas notas Boaretto Renato, creador experto de autómatas mecánicos ha reconstruido esta increíble máquina. El león de Boaretto se carga manualmente, como el mecanismo de un reloj de cuerda. El león camina una docena de pasos, mueve la cabeza y la cola, abre su boca y al final de su presentación, vierte las flores de su compartimiento secreto.

Juanelo Turriano o Giovanni Torriani (Cremona , Milanesado , 1501 - Toledo , España , 1585), ingeniero e inventor. Gran ingeniero del siglo XVI que trabajó en España a las órdenes de Carlos V como relojero de la corte. Inventor de multitud de mecanismos, siendo el más famoso el llamado "artilugio de Juanelo" una obra de ingeniería capaz de llevar el agua desde el Tajo al Alcázar de Toledo.

En 1525 se le atribuye a Juanelo Turriano la creación de un autómata (entre otros muchos como danzarines, guerreros o pájaros voladores) llamado "El Hombre de Palo, un sirviente autómata que se diferenciaba del resto por estar hecho de madera y que recorría las calles pidiendo limosna para su dueño haciendo una reverencia cuando la conseguía. Algunas versiones poco verosímiles de la leyenda dicen que dicho artefacto era capaz de andar buscando la caridad de los viandantes, y que incluso era capaz de inclinarse en una reverencia cuando recibía alguna monedaOtros autores más conservadores solo consideran a este autómata un muñeco de palo estático, que se colocó en la ciudad para recoger fondos para la apertura de un hospital.

Muñeca de Laúd: En 1540 Se le atribuye la construcción para Carlos V de una figura de mujer que podía dar unos pasos en línea recta o en círculo, al mismo tiempo que sacaba notas de un pequeño laúd.

El Siglo de las Luces

Jacques de Vaucanson (1709-1782): Nacido un 24 de febrero de 1709, Jacques de Vaucanson, excelente relojero pero con amplios conocimientos de música, anatomía y mecánica, quería demostrar mediante sus autómatas la realización de principios biológicos básicos, tales como la circulación, la digestión o la respiración. Sobre esta última función versó su primera creación "El Flautista" figura con forma de pastor y de tamaño natural que tocaba el tambor y la flauta con un variado repertorio musical. Vaucanson lo presentó en la Academia de Ciencias Francesa cosechando un gran éxito. Más tarde, en 1738, crea su segundo autómata llamado "El Tamborilero" como una versión mejorada del primero. En esta ocasión la figura tocaba la zampoña de Provenza y el tamboril con veinte melodías distintas. El tercero y más famoso fue "El pato con aparato digestivo" transparente y compuesto por más de cuatrocientas partes móviles y que batía las alas, comía y realizaba completamente la digestión imitando al mínimo detalle el comportamiento natural del ave. Aunque en realidad el pato era un engaño, pues lo que comía no era lo mismo que defecaba, sino que al interior del pato había un compartimento en el que se depositaba el grano que comía y del que salía algo parecido a un excremento. Pasados los años, Vaucanson, cansado de su propia obra, vendió las figuras en 1743. En 1741 fue nombrado inspector de fabricación de la seda. Se dedicó a la reorganización de toda la industria en Francia de arriba a abajo, sino que se encontraba en dificultades considerables en el momento debido a la competencia extranjera, especialmente en Inglaterra y Escocia. Vaucanson introducido profundos cambios en los métodos de trabajo, en todos los ámbitos, desde la producción hasta la entrega. Mejoró en las máquinas existentes y comenzó a usar tarjetas perforadas para automatizar el tejido.A la vez, estos cambios no fueron bien recibidas y debido a la hostilit de los tejedores que fueron ignoradas en gran medida. Las técnicas se perfeccionaron Vaucanson inventó Jacquard posteriormente por el padre de los modernos telares y un ancestro remoto (a causa de las tarjetas perforadas) de la revolución de las computadoras de hoy. Hacia el final de su vida Vaucanson se convirtió en miembro de la Académie des Sciences. Murió en París en 1782. Vaucanson dejó como legado a Luis XVI una colección de sus obras. La colección se convertiría en el fondo inicial del Conservatoire National des Arts et Métiers de París. Todos sus autómatas originales se han perdido. Se sabe que El flautista y El tamborilero fueron destruidos durante la Revolución francesa. Sus ideas sobre la automatización de los telares, si bien ignoradas en vida, fueron perfeccionadas e implementadas posteriormente por Joseph Marie Jacquard, el creador del telar Jacquard. El Liceo Vaucanson de Grenoble es llamado así en su honor y prepara a estudiantes para carreras en ingenierías y otros campos técnicos.

Pato de Vaucanson: Tenía un mecanismo de peso-potencia que consistía de más de un millar de piezas móviles. Estos estaban escondidos en el interior del pato y en la base sobre la que el ave estaba. Por desgracia, el pato se ha perdido.

La construcción realizada por el talentoso ingeniero francés Jacques de Vaucanson (1709-1782), sin duda, representan el cenit del género técnica que produjo autómatas. Incluso en su juventud, en Grenoble, de Vaucanson había trabajado en varios inventos y modificaciones para las máquinas. A mediados de la década de 1730 decidió trasladarse a París y de involucrarse con autómatas, que estaban de moda en el time.He abordó el tema de manera sistemática, comenzando con un estudio exhaustivo de la anatomía, como él quería usar ayudas mecánicas para ilustran un Mouvante anatomie ("anatomía en movimiento"), que fue presentar los órganos humanos y animales en un atlas tridimensional, no es tarea fácil! Allí estaban las ideas filosóficas de Descartes, a punto de convertirse en una realidad técnica a manos de los inteligentes de Vaucanson. En la búsqueda de sus ideas sobre la "anatomía en movimiento", de Vaucanson construyó otro autómata, un pato mecánico que podía moverse de la manera típica, moviendo de un pato, comer y digerir los peces, y excretan los restos en una forma "natural". El mecanismo fue impulsado por un peso y tenía más de un millar de piezas móviles, lo que se oculta, algunas dentro del pato, y algunos en la base sobre la que el ave estaba. Las hazañas realizadas por el pato fueron de un orden similar a las realizadas por autómatas otros de la época, pero durante el transcurso del trabajo de Vaucanson, su genio para el diseño dio a luz a nuevas ideas, que representan un avance importante en la Devlopment de la tecnología. Para producir sus mecanismos, que exigía gran exactitud, que él diseñó entre otras cosas, un torno de precisión para cortar el hilo. También fue el primero en utilizar una manguera de goma. En su búsqueda de un material adecuado para el tubo digestivo del pato, de Vaucanson se encontró con los informes que dejó su compatriota Charles Marie de La Condamine sobre el cautchouc material extraordinario, que había descubierto en el río Amazonas durante su expedición a América del Sur en 1731
De Vaucanson se convirtió en un hombre rico de exhibir sus autómatas, y durante varios años, su pato mecánico fue el que más se habla de aves en Europa. También se le dio el reconocimiento público por su trabajo y fue elegido miembro de la prestigiosa Académie des Sciences. Pero después de recorrer por sólo un par de años, abandonó la construcción de autómatas, que era principalmente un pasatiempo, y se convirtió en el director de la propiedad estatal de seda molinos. En sus últimos años, pasó su tiempo a recoger las máquinas e interesantes piezas de los aparatos. Con el tiempo, ascendió a una impresionante colección, que legó al Conservatorio Nacional de Artes y Oficios, a continuación, un Insituto para la educación técnica, y hoy en día un gran pensamiento del museo.De tres Vaucanson autómatas se reunió destinos diferentes. La flauta y tamboril pastor de juego fue destruido en la revolución, mientras que los otros fueron comprados por un coleccionista alemán, Gottfried Christoph Beireis, un juez de Hemstedt. El círculo social de este excéntrico incluido Johann Wolfgang Goethe, que en su diario de 1805 se describe una reunión con los autómatas de Vaucanson. "Ellos estaban en la condición más deplorable", escribió el gran poeta. "El pato era como un esqueleto y tenía problemas digestivos".

El flautista: El androide, cuyo tamaño era de 1 m 78, estaba sentado en un peñón colocado sobre un pedestal, de la misma manera que una estatua lo puede estar. El cofrecito, que contenía una gran parte del mecanismo de peso motor, también contenía un cilindro de madera de 56 cm de diámetro y 83 cm de largo que estaba girando alrededor de su eje. Provisto con puntillas, enviaba impulsiones a quince palancas que mandaban, gracias a cadenas e hilos, el rendimiento de los depósitos de aire, el movimiento de los labios, de la lengua y la articulación de los dedos. El principal objetivo en la concepción del flautista era el estudio de la respiración humana. En su prefacio del informe del " Mecanismo del flautista autómata " por Vaucanson, Catherine Cardinal, del Museo Nacional de las Técnicas, nos da algunos detalles sobre el mecanismo complejo de fragmentación y de modulación de la intensidad del aire : " Nueve fuelles enviaban un aire de manera más o menos fuerte hacia tres tubos ligados a tres pequeños depósitos situados al interior del pecho del flautista. Se mezclaban en este sitio para formar un único tubo que terminaba en la boca del flautista cuyos labios permitían al aire pasar según su abierta. Al interior de la cavidad bucal, podíamos ver una lengüeta móvil que permitía abrir o cerrar el paso del viento ".

El Tamborilero o Camarillo: El segundo autómata, según el mismo folleto, representaba a un " hombre de tamaño normal y vestido como un pastor de Provenza. Puede jugar 20 melodías diferentes con la zampoña de Provenza (también llamado caramillo) en una mano y el tamboril en la otra mano; y eso tan precisa y perfectamente como un tocador competente". Existe muy poca documentación a propósito de este autómata. Sin embargo, ése, de pie en un pedestal, debía tener un mecanismo muy complejo porque tocaba dos instrumentos musicales diferentes. Además y según el mecánico, la zampoña de Provenza era el instrumento " más ingrato y falso que existía". Por lo demás, notó lo siguiente: " Un curioso descubrimiento en relación con la construcción de ese autómata, es que el caramillo es uno de los instrumentos más cansados para el pecho cuyos músculos a veces hacen un esfuerzo equivalente a 56 libras... ".

Friedich Von Knauss (1724-1789): Fue relojero e inventor alemán que construyó mecanismos de relojería capaces, de manera elemental, de tocar instrumentos musicales, escribir frases cortas o realizar otras tareas individuales especializadas. Su padre, Ludwig Knauss también fue relojero. Friedrich tuvo un hermano, Ludwig Johann, cuyo año de nacimiento se supone debe haber sido 1715 o 1716. A partir de 1739, Friedrich estuvo al servicio de la corte del Gran Duque de Darmstadt y en 1749 se hizo "Hofmechanikus" o "mecánico de la Corte". Junto con su hermano, produjo el famoso "Kaiserliche Vorstellungsuhr", o Reloj de la Representación Imperial, en 1750. Aunque no muy exitosas, algunas de sus invenciones más notorias fueron cuatro cabezas mecánicas parlantes, construidas en 1770. Su escaso éxito se debió al hecho de que, en 1779, la Academia de Ciencias de San Petersburgo empleó la producción de una cabeza parlante como tema para un concurso de mecánicos y fabricantes de órganos, especificando que la máquina fuese capaz de pronunciar las cinco vocales.

Máquina de escribir automática: La obra maestra de Von Knauss se compone de un globo sostenido por dos águilas de bronce dorado que reposan sobre un pedestal de madera de 3 pies de altura. El globo, con un diámetro de 3 pies y con seis sectores que se abren, encierra el mecanismo; al principio, estaba dorado y los círculos meridianos estaban indicados por filetes de plato. Arriba de la esfera, en una plataforma que imita una nube, está sentada, a la derecha, una diosa que da inspiración a un pequeño genio; al centro, se erige una tabla vertical que sostiene la hoja de papel en la que el autómata, con su brazo un poco largo, traza los caracteres que fueron "inscritos" previamente en un cilindro. En cada fin de línea, la diosa levanta la mano y la hoja mueve, permitiendo así empezar una nueva línea. La hoja entera está cubierta en un cuarto de hora. Después de trazar unos caracteres, el escritor moja automáticamente la pluma en tinta que se sitúa delante de él. Un mecanismo especial, situado atrás, mueve la tabla hacia izquierda después de cada letra trazada; y cuando una línea se acaba, la tabla mueve al mismo tiempo en sentido horizontal y vertical. Si el cilindro está fuera del mecanismo, podemos accionar las palancas con la mano, "dictando" así al escritor lo que queremos que escriba. Von Knauss seguramente fue también el autor de un flautinista y de cuatro máquinas parlantes para las que ya no existe ningún rastro.

Pierre Jaquet-Droz (1721-1790): Hacia 1772, después de seis años de duro trabajo, el virtuoso relojero suizo Pierre Jaquet-Droz dio por terminada la que sería su obra más perfecta: un pequeño autómata capaz de escribir sobre el papel con una apariencia casi humana. Compuesto por más de 6.000 piezas, el autómata asombró a los más importantes mandatarios del momento y recorrió las cortes europeas durante meses, hasta el punto de que llegó a encargarse una réplica para el emperador chino.

El Museo de Neuchâtel (Suiza) abriga desde 1909 tres de los más hermosos androides que ya existen hoy en día. Construidos a partir de 1770 por Pierre Jaquet-Droz, su hijo, Henri-Louis, y algunos obreros hábiles, fueron presentados al público de La Chaux-de-Fonds en 1774.

El Escritor: El primer autómata realizado fue un niño de unos tres años capaz de escribir un texto corto con una pluma de oca. Alto de unos 70 cm, instalados, con una pluma de oca en la mano, delante de una mesilla de caoba, tiene la cabeza y los ojos móviles. Tan pronto como su mecanismo funciona, moja la pluma en tinta, la agita dos veces, pone la mano arriba de la página y se detiene. Entonces, hace falta que apoyar en una palanca para que empece a escribir, observando los trazos gruesos y los perfiles. Respeta los espacios, cambia de línea, pone un punto final y se detiene ". Se compone de un "programa" y de una "memoria". El "programa", una rueda, permite elegir las palabras que queremos que el androide escriba, y la "memoria", constituída por el conjunto de las levas, permite formar las letras.

El dibujante: La segunda figura representa un (otro) niño de dos a tres años, sentado en un taburete, y que está dibujando, en un pupitre situado delante de él, diferentes pequeños sujetos. Ese autómata ejecuta limpiamente varios dibujos, por los que, en primer lugar, esboza al lápiz los primeros trazos, observando los trazos gruesos y los perfiles, después las sombras y finalmente mejora y corrige su obra. Por eso aleja de vez en cuando la mano como para ver mejor lo que está haciendo. Los varios movimientos de los ojos y de la mano imitan con exactitud la naturaleza ". Añadimos a esta descripción el hecho de que el androide sopla de vez en cuando en su dibujo para eliminar el polvo del lápiz. Ejecutado principalmente por Henri Louis Jaquet-Droz, que fue ayudado por el hábil mecánico Jean Frédéric Leschot, es hoy capaz de realizar 4 dibujos diferentes.

La música: Al fin, el tercer androide es una música realizada principalmente por Henri-Louis que estudió la música."Esta autómata cuyos cuerpo, cabeza, ojos, brazos y dedos tienen varios movimientos naturales, toca ella misma un órgano independiente, 5 fragmentos de música con mucha precisión : como la cabeza y los ojos están móviles por todas partes, dirige la mirada alternativamente hacia la música y hacia los dedos, y al fin de cada melodía, hace una reverencia hacia la compañía, con una inclinación del cuerpo y un movimiento con la cabeza. El pecho se levanta y se baja alternativamente con tan regularidad que creeríamos verla respirar". La música de los Jaquet-Droz es el único autómata entre los tres que produce música. En efecto, si por la mayor parte de los autómatas posteriores a esa época, la música que les caracteriza viene de la entrada en vibración de las láminas del teclado de una caja de música - invención que viene de Antoine Favre de Ginebra en 1796 - el órgano, que contiene flautas, fuelles y prácticos etc... en el que toca la música, había estado ejecutado por el especialista Jean-Philippe Matiatek, un húngaro establecido en la Chaux-de-Fonds.

Henri-Louis Jaquet-Droz, influenciado por el éxito de los tres primeros autómatas, construyó dos copias del escritor y del dibujante así como una copia de la música.

Hosokawa Hanzo-Yorinao (1741-1796): El señor Hosokawa vivió en el Japón del siglo XVIII, en pleno período Edo. Era maestro artesano de karakuris, autómatas mecánicos para el entretenimiento de las clases acomodadas, capaces de servir el té, escribir con pincel o jugar a juegos de mesa. Los karakuris tenían su origen, primero, en las transferencias culturales naturales entre China y Japón (antes de que los japoneses tuvieran escritura, China ya era un imperio centralizado), y luego en los contactos con comerciantes europeos -portugueses y holandeses, sobre todo- a partir del siglo XVI, que solían navegar cargados de relojes que ofrecían como regalos y sobornos a los mandatarios asiáticos. Además, tengo entendido que la era Edo fue bastante pacífica en comparación a lo anterior, por lo que se pudo desarollar una burguesía que no estuviera pensando constantemente en incendiar el castillo del vecino y encontrara gusto a observar cómo una especie de persona en miniatura con tripas de relojería ejecutaba tareas sencillas.

Henri Maillardet (1745 - ????): Fue un mecánico suizo del siglo XVIII que trabajaba en Londres fabricando relojes y otros mecanismos. Pasó un periodo de tiempo en las tiendas de Pierre Jaquet-Droz, quien estaba en el negocio de la producción de relojes y autómatas. Con sus hermanos Jacques-Rodolphe y Jean David Maillardet, Henri produjo una serie de autómatas llamados magos. En 1805 Henri Maillardet construyó un autómata que hace dibujos y escribe versos en francés y en inglés.

Muñeca capaz de dibujar: En noviembre de 1928, un camión se detuvo en el Instituto Franklin de Filadelfia y descargo las piezas de una máquina de bronce interesante, complejo, pero totalmente en ruinas. La familia que donó la mantuvo durante muchos años porque entendieron que había sido capaz de escribir y dibujar. La máquina, sin embargo, había estado en un incendio y que necesitaba mucho trabajo. Después de un cuidadoso estudio y restauración por parte delpersonal, el Instituto Franklin comenzó a darse cuenta del tesoro que había sido dado. Durante el siglo XVIII, la gente estaba en un estado de asombro sobre el mecanismo. Las primeras máquinas complejas producidas por el hombre fueron llamados "autómatas". Los mecanismos más grandes y más fascinantes eran los que podían hacer las cosas en la imitación de los seres vivos. Este autómata, conocido como el "dibujante-escritor," es una máquina de ellas. El uniforme jirones de un niño soldado francés fue descartado y la muñeca fue vestida en traje de una mujer del siglo XVIII. (Hoy en día, la muñeca está una vez más, vestida con ropa masculina.). Una pluma estilográfica sustituye el instrumento de la escritura original, que puede haber sido una pluma o un pincel. Cuando las reparaciones fueron completadas y los motores que accionan se pusieron en marcha, el Autómata volvió a la vida. Se bajó la cabeza, coloca su pluma y comenzó a producir dibujos elaborados. Cuatro dibujos y tres poemas, más tarde, en el borde que rodea el poema final, el Autómata claramente escribió, "L'écrit par de automatizar Maillardet". Esto se traduce en "Escrito por el autómata de Maillardet". Sorprendentemente, la primera pista de la verdadera historia y la identidad de la máquina habían venido de su propia memoria mecánica. Se cree que Maillardet construyó estos Autómatas alrededor de 1800. Hizo sólo otro autómata que podía escribir, sino que escribió en chino y fue nombrado por el emperador de China como un regalo del rey Jorge III de Inglaterra. El Autómata del Instituto Franklin tiene la mayor "memoria" de cualquier máquina jamás construida por ejemplo, cuatro dibujos y tres poemas (dos en francés y otra en inglés). Maillardet logrado mediante la colocación de la maquinaria de conducción en un cofre grande que forma la base de la máquina, en lugar de en el cuerpo del autómata. Como las cámaras están activadas por el motor de un reloj, (abajo a la derecha), tres dedos de acero siguen sus bordes irregulares. Los dedos trasladan los movimientos a las cámaras de lado a lado, adelante y atrás, arriba y abajo, los movimientos de la mano de la escritura de la muñeca a través de un complejo sistema de palancas y varillas que producen las marcas en el papel. Maillardet expuso su Autómata en Inglaterra, pero después de 1833, no se sabe qué pasó con la máquina hasta su aparición en Filadelfia. Algunos piensan que es posible que la P.T. Barnum llevó la máquina a los Estados Unidos, el conocía a Maelzel pudo haber adquirido una serie de objetos mecánicos a través de él. Barnum coloco estas maravillas, incluyendo autómatas en sus museos, uno de los cuales se estableció en las calles Séptima y La Castaña en Filadelfia. En 1851, este museo fue destruido por el fuego. Tal vez ese fue el incendio que dejó al Autómata de Maillardet en la necesidad de dicha reparación. El papel de los autómatas en el progreso tecnológico es considerablemente importante. Los esfuerzos por imitar la vida por medios mecánicos fomentados en el desarrollo de los principios mecánicos, lo que llevó a la producción de mecanismos más complejos. De la misma manera que el Autómata de Maillardet fue construido y programado para deleitar con sus poemas e imágenes, así que hoy podemos construir y programar las computadoras para realizar tareas aún más asombrosas. En su propio tiempo, el Autómata de Maillardet fue un milagro que ayudó a allanar el camino para las mayores y más grandes maravillas tecnológicas que nos sorprenden hoy en día.

Época Moderna

Leonardo Torres Quevedo (1852 - 1936): Gran científico e ingeniero español, desarrolló numerosos inventos reconocidos internacionalmente, sobre todo en el campo de la automática, considerándosele como precursor de la informática. En 1894 presentó a la Real Academia de Ciencias una memoria sobre las máquinas algebraicas, incorporando el diseño de una, que más adelante construyó. Una máquina analógica que resolvía ecuaciones algebraicas, y para la que inventó un "husillo sin fin". En 1903, Torres Quevedo diseñó y construyó el primer aparato de radiocontrol del mundo, el telekino, presentándolo en la Academia de Ciencias de Paris. Otros de los inventos de Torres Quevedo fueron los jugadores ajedrecistas, que se consideran como precursores de la inteligencia artificial. Construyó dos, el primero en 1912 que fue expuesto en Paris, y el segundo en 1920 con la ayuda de su hijo.

Máquina ajedrecista: El Científico español D. Leonardo Torres Quevedo construyó a principios del siglo XX varias máquinas calculadoras electromecánicas que jugaban al ajedrez. El "primer ajedrecista" lo construyó en 1912 y se le considera la primera computadora de ajedrez. La máquina jugaba automáticamente el final de una partida entre un rey y una torre (blancos) contra otro rey (negro) que es controlado por un contrincante humano y podía alcanzar jaque mate desde cualquier posición inicial en pocos movimientos. Las reglas impuestas por Torres Quevedo en la construcción de esta máquina fueron deducidas partiendo de los principios sobre sistemas de conmutación, que él mismo enunció en su célebre Memoria sobre Automática. En líneas generales, el movimiento de las piezas blancas es función del movimiento del rey negro. Las 64 casillas del tablero de ajedrez (8 filas x 8 columnas) están formadas por tres piezas metálicas, separadas por un material aislante; la parte central es circular (conectada al terminal positivo) y las laterales son triangulares, conectadas respectivamente a un conductor eléctrico horizontal y a otro vertical. El rey negro tiene en su base una malla de plata que pone en contacto la parte central de la casilla con las triangulares, lo que cierra dos circuitos eléctricos que mueven sendas correderas, una horizontal y otra vertical, hasta que alcanzan dos posiciones que definen la del rey en el tablero. Análogamente, las posiciones del rey y la torre blancas quedan definidas por cuatro correderas, dos para el primero y otras dos para la segunda. Cuando el rey negro se mueve una posición, las correderas correspondientes se mueven y mediante contactos adecuados se cierran los circuitos que, a su vez, actúan sobre las piezas blancas situándolas en las casillas oportunas de acuerdo con la estrategia del juego. Las piezas blancas llevan unas bolas de acero disimuladas, que son movidas por electroimanes móviles situados debajo del tablero y activados convenientemente para cada posición del rey negro. Cuando se produce una situación de jaque, un disco fonográfico pronuncia la frase "jaque al rey". Cuando se llega al jaque mate, también suena el disco, pero además aparece un rótulo luminoso que indica "mate". En estas condiciones, un electroimán quita la tensión aplicada al tablero con lo que la partida no puede continuar. El autómata ha ganado. Aunque la función del ajedrecista se limitaba a los finales de las partidas de ajedrez, Torres Quevedo probó que el adelanto en automática era posible, en un momento en que la información sobre la "inteligencia artificial" era muy limitada. En el momento de su invención Torres Quevedo era el Presidente de la Academia de Ciencias de Madrid.

En 1922, Torres Quevedo construyó el segundo ajedrecista que fue presentado en París, su programación no difería mucho de la original. Torres Quevedo fue influenciado directamente por el trabajo del matemático inglés Charles Babbage (1791- 1871) y su máquina analítica.

El telekino: El nombre Telekino fue elegido por Torres Quevedo como una combinación de las palabras griegas: "tele" y "kino" que significan respectivamente "a distancia" y "movimiento", por lo que ambas palabras juntas significan "movimiento a distancia", que era lo que Torres Quevedo quería conseguir. En 1903, D. Leonardo Torres Quevedo presentó el telekino a la Academia de Ciencias de Paris, haciendo una breve demostración experimental (Comptes Rendus de l´Academie des Sciences, 3 agosto de 1903). Ese mismo año obtuvo las patentes del telekino en Francia, España, Gran Bretaña y Estados Unidos (patente nº 327.218, 1º de Diciembre de 1903 y 12 de Febrero de 1904). El Telekino tiene tres partes diferenciadas: un receptor de radio, un conmutador rotativo multi-posición y, finalmente, dos servomotores que se pueden utilizar para mover un sistema mecánico. La señal de radio se recoge con una antena y se transforma en impulsos eléctricos por medio de un cohesor. Cada impulso acciona un electroimán que cierra sus contactos haciendo que el conmutador rotativo gire un paso hacia delante. Esta operación se repite automáticamente tantas veces como impulsos tenga la señal transmitida. Cuando el conmutador rotativo llega a su posición final, la batería suministra corriente al servomotor que fue elegido. Entonces, el servomotor se pone en movimiento, haciendo que se produzca una acción predefinida de antemano. Torres Quevedo se dio cuenta que para conseguir un número finito pero no limitado juego de acciones basado en un sistema binario como era el sistema telegráfico (con dos estados conexióndesconexión), era necesario crear un número limitado de palabras código mediante una secuencia de estados binarios. Se sabe que con dos estados binarios se pueden lograr cuatro palabras código diferentes. El problema en esa época, era la imposibilidad de tener un mecanismo de sincronización que fuera capaz de detectar el final de un símbolo o carácter y el comienzo del siguiente. En esta situación, el único modo de resolver esta dificultad era usando un método de sincronización asíncrona, basado en el estado de la señal telegráfica. La propuesta final de Torres Quevedo fue utilizar un código basado en el número de impulsos transmitidos; de este modo, a un impulso le corresponde la acción número 1, a dos impulsos la acción número 2, a tres impulsos la acción número 3, etcétera. La primera función del Telekino fue la de controlar dirigibles aerostáticos sin peligro de perder vidas humanas. Constituyó el primer aparato de radiocontrol que se inventó en el mundo y fue el pionero en el campo del control remoto. En 1905, en presencia del rey Alfonso XIII, D. Leonardo Torres Quevedo realizó una demostración en Bilbao (ría del Nervión) dirigiendo un barco desde tierra. El barco tenía dos servomotores: uno actuaba sobre la hélice y el otro sobre el timón. Más tarde intentó aplicar el telekino a torpedos y submarinos.

Máquina algebraica: Largo tiempo estuvo Leonardo Torres Quevedo estudiando las máquinas de calcular, que era un campo de investigación en el que habían trabajado otros científicos. Torres Quevedo presentó a la Academia de Ciencias de Madrid su "Memoria sobre máquinas algébricas" para raíces de polinomios en 1893. Una máquina importante que Torres Quevedo construyó servía para resolver ecuaciones algebraicas y calcula el valor a = (A1 xa + A2 xb + A3 xc + A4 xd + A5 xe ) / (A6 xf+A7 xg+A8 xh) para los distintos valores de x y de los diversos coeficientes. Si los números se expresan en escala logarítmica, cada vez que el valor de la fracción es 1, el correspondiente de x es una raíz real de la ecuación A1 xa+ A2 xb + A3 xc + A4 xd + A5 xe – A6 xf – A7 xg – A8 xh = 0 La máquina consta de un "aritmóforo" para pasar los números a escala logarítmica, unos trenes exponenciales y un "husillo sin fin". El aritmóforo está formado por dos discos, uno principal V cuya graduación es logarítmica y otro auxiliar V´ dividido en partes iguales y que se mueve accionado por el primero, y cada vez que éste da una vuelta completa, adelanta una división. El disco V tiene escala logarítmica de 10 a 100 y el disco V´ tiene 16 divisiones positivas y 16 negativas, por lo que mediante el conjunto de ambos discos se pueden inscribir los números comprendidos entre 10-16 y 1016. El tren exponencial consta de dos ruedas que giran en torno a sendos ejes y que están conectadas entre sí mediante una combinación de engranajes, de tal forma que la relación de sus velocidades es igual al exponente de la variable x. Los dos mecanismos anteriores eran análogos a los de otras máquinas, sin embargo, el husillo sin fin fue una invención propia y completamente revolucionaria y estableció la siguiente relación entre los desplazamientos de dos ruedas, r y q: rd= log (10q +1) Si se considera por ejemplo, una suma de dos términos u=Am xm y v= Ap xp se trata de ligar mecánicamente dos aritmóforos en que están representadas estas variables u y v con otro en que se halle inscrito u+v, y así se tiene log (u+v) = log v (u/v+1) = log v + log (u/v+1) por consiguiente, todo el problema reside en la mecanización de log (u/v + 1), pero esto es fácil si se tiene en cuenta que, si log(u/v)=V; 10V =u/v, y podemos poner aquella expresión de este modo V´ = log (u/v + 1) = log (10V + 1) que relaciona las variables V=log (u/v) y V´. Si se tiene un aritmóforo que representa u/v, es decir, cuyos desplazamientos angulares sean los valores de V y se puede ligar con otro aritmóforo que dé V´, se tendrá resuelto el problema. El husillo sin fin que hace esta operación tiene una forma de botella de cuello alargado (Figura 2). La máquina de la Figura 1 tiene seis husillos, uno para cada signo +, los cuatro del numerador y los dos del denominador.

Conclusión

Es interesante ver que estos inventos fueron realizados, en su mayoría, solamente con el fin de entretener a la sociedad. Su complejidad es elevada para cada época en la que fueron realizados, por eso cada día nos sorprendemos de ver hasta donde la humanidad puede llegar en cuestiones tecnológicas.

También conocer los antecedentes de la Robótica nos da una idea de la importancia que tiene el desarrollo de las maquinas autómatas a través de la historia, y como sin ello el ser humano no estaría donde esta hoy.

Participantes de la investigación:
Andazola Acevedo Luis Jesel
Armendáriz Márquez Cecilia Gabriela
Baeza Terrazas Omar Alejandro
Bucio Guevara Edgar Antonio
Domínguez Quezada Fernando Humberto
Esparza Benavides Arturo
García González Víctor Hugo
García Núñez Hilario
Gutiérrez Legarda Alfredo
Hernández Mendoza Oscar Luis
López Valles Rubén Alonso
Meléndez Araujo Mario Alberto
Mendoza Tarango Armando Alan
Pando Caballero Osiris Alfredo
Tovar Ledezma Rafael Arturo

Enviado por el asesor:
Ing. Bardo Eugenio Flores Domínguez

Trabajo completo en:
Grandes inventores
Revolucionarios en industria y tecnología
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