10 robots étonnants construits sans technologie moderne

Le mot «robot» a été inventé par Karel Capek dans le jeu de science-fiction R.U.R. («Robots universels de Rossum») pour décrire un humain artificiel. Il est dérivé du mot tchèque robotnik, signifiant «travailleur».

Les robots modernes ont suivi la révolution numérique et les progrès de l'intelligence artificielle. Mais les mécanismes analogiques de base qui imitent les actions humaines ou animales ont une longue histoire. Même si vous n’avez que peu ou pas d’intérêt pour la robotique, ces appareils anciens fascinent par leur ingéniosité. Conçus sans électricité ni équipement de précision, ils témoignent de la créativité sans bornes de l’humanité.

10Les statues en mouvement

La littérature ancienne regorge de contes d'humains artificiels. Parmi celles-ci, les références aux filles androïdes au service de Homer Iliade et des statues émouvantes fabriquées par Dédale, père du légendaire Icare. Les Grecs racontent également que le dieu Hephaistos avait donné au roi Minos de Crète un géant en métal nommé Talos, qui défendait son royaume. Talos était presque indestructible et sa seule vulnérabilité était sa cheville, où un tuyau transportant un fluide s’écoulait près de la peau en métal. Talos a été détruit lorsque la cheville a été perforée et le tuyau coupé.

Parmi les statues en mouvement dans l’Égypte ancienne, l’une d’entre elles a été réalisée par des prêtres d’Ammon vers 1100 av. J.-C. Il aurait choisi le prochain pharaon en tendant le bras et en choisissant un membre masculin de la famille royale. Les statues en mouvement étaient évidemment très utiles comme propagande religieuse. En Égypte, ils étaient considérés comme les vaisseaux par lesquels l'âme se réincarnait.

Ces machines ont peut-être été plus qu'un mythe. Des documents écrits révèlent que les anciens Égyptiens connaissaient suffisamment les principes élémentaires de la mécanique pour construire des robots ou des automates non numériques. La méthode habituelle utilisait un système élaboré de cordes et de poulies. Une flamme sacrée serait allumée, chauffant et dilatant l'air, activant ainsi le système.

Ce processus a été développé et affiné au fil des siècles. Le grec Ctesibius d'Alexandrie a construit un automate actionné par des cames (dispositifs en forme de disque) lui permettant de s'asseoir ou de se tenir debout alors qu'il était déplacé en procession. Les écrits de Ctesibius ne subsistent pas, mais plus tard, d'anciens ingénieurs se réfèrent à ses plans pour des automates alimentés par l'hydraulique, la vapeur et la pneumatique. La technologie de l'époque ne permettait qu'un mouvement limité et répétitif, mais nous pouvons toujours retracer l'origine des robots jusqu'à Ctesibius.

9La griffe

À proprement parler, l'arme ressemblant à une grue d'Archimède n'était pas un robot, car elle nécessitait un opérateur de grue. Mais la griffe était un précurseur du bras robotique industriel trouvé dans les usines modernes. La griffe a soulevé des navires ennemis hors de l'eau et les a retournés.

Il a été utilisé contre les envahisseurs romains de Syracuse en 213 av. L'historien Polybe a raconté la scène alors que les navires romains approchaient des murs face à la mer de la ville. La main géante s'abattit sur un navire ciblé et «souleva la proue du navire de l'eau et la redressa verticalement sur sa poupe». Puis l'opérateur «attacha la machine pour la rendre inamovible, puis par un mécanisme de libération, larguer le grappin et la chaîne. Les navires ont ensuite chaviré, été mal classés ou ont été remplis de confusion et d’eau de mer ».

Plutarque ajoute: «On voyait souvent le spectacle terrifiant d’un bateau soulevé dans les airs et tournoyant alors qu’il était suspendu jusqu'à ce que chaque homme ait été éjecté de la coque et jeté dans une direction différente qu'il serait précipité vide sur les murs. "

La griffe était une application de deux grandes lois d'Archimède - la loi du levier et la loi de la flottabilité - pour maîtriser des navires de plusieurs tonnes. La connaissance des forces et de l’équilibre a été utilisée pour calculer la faible force requise pour faire chavirer une galère.

Nous n'avons aucune preuve directe que Archimède a réellement construit cette super-arme, et d'anciens rapports pourraient avoir exagéré ses prouesses, même si l'appareil a déjà été utilisé. Mais des expériences récentes d'ingénieurs ont prouvé que la griffe était technologiquement possible à l'époque.

8La servante de Philon

L'inventeur grec Philon de Byzance, décédé vers 220 av. J.-C., était connu sous le nom de «Mechanicus» en raison de son impressionnant talent d'ingénieur. La plupart de nos informations à son sujet proviennent de son seul ouvrage, le livre à neuf livres Compendium de Mécanique. Il vécut après Ctesibius et poursuivit les recherches de son prédécesseur en hydraulique et pneumatique.

Livre cinq de Mécanique, la Pneumatica (traité sur des appareils fonctionnant à l'air ou à l'eau), décrit un robot féminin créé par Philon. Elle tenait un pichet de vin dans la main droite. Lorsqu'une tasse était placée sur sa main gauche, elle y versait le vin, y ajoutant de l'eau et le mélangeant au vin, si désiré. Grâce à un réseau complexe de conteneurs, de tubes, de conduites d'air et de ressorts d'enroulement, qui interagissait à travers des variations de poids, de pression atmosphérique et de vide, Philon avait construit un automate capable d'effectuer un travail utile au lieu d'être simplement un accessoire lors de cérémonies religieuses.

Mais la disponibilité du travail d'esclave consomptible rendait ces robots inutiles. La robotique a du attendre plus tard pour réaliser tout son potentiel. Les travaux de Philon ont influencé la prochaine génération de scientifiques, notamment Hero of Alexandria. Ses idées ont également traversé les siècles et inspiré la science islamique au Moyen Âge.

Le robot programmable de 7Hero Of Alexandria

Le héros (ou héron) d'Alexandrie (10 à 70) était probablement le plus grand inventeur de l'Antiquité.Ses dispositifs ingénieux comprenaient des distributeurs d’eau bénite à pièces (le prototype du distributeur automatique moderne), des portes automatiques et l’aolipile, qui exploitait la puissance de la vapeur 1 700 ans avant la machine à vapeur de James Watt. L’une des créations les plus impressionnantes de Hero est le premier robot programmable qu’il a construit à l’époque de l’année 60.

L'appareil était un chariot à trois roues qui transportait d'autres robots sur une scène où ils se produisaient devant un public. Un poids en baisse a tiré sur une corde enroulée autour des deux essieux indépendants du chariot. En utilisant les piquets de l'essieu, Hero peut modifier la façon dont la corde s'enroule autour de l'essieu. Cela lui a permis de programmer le parcours et la direction du robot à l'avance. Hero a toutefois donné quelques conseils. La friction peut causer des problèmes, alors la machine avait besoin d'une surface lisse pour fonctionner.

L'informaticien Noel Sharkey de l'Université de Sheffield considère ce système de contrôle basé sur une corde comme équivalent à la programmation binaire moderne. Les anciennes cartes perforées fonctionnaient exactement sur le même principe. La vidéo ci-dessus montre le robot de Hero en action, tel qu'il a été recréé par les ingénieurs modernes à partir des descriptions de Hero.

6Leonardo's Knight And Lion

En ce qui concerne les robots antiques, la question inévitable finira par apparaître: est-ce que Léonard de Vinci en a construit un? Compte tenu du génie de Leonardo, il n’est pas surprenant qu’il ait découvert la science des humains et des animaux artificiels.

Leonardo a étudié les travaux de Hero et a combiné ses connaissances scientifiques avec ses propres connaissances en anatomie, travail du métal et sculpture pour créer ses propres êtres artificiels. Grâce à sa compréhension de la mécanique du mouvement humain et animal (kinésiologie), Leonardo a construit des modèles mécaniques des muscles et des articulations. Les quelques pages manquantes du cahier de Léonard Codex Atlanticus (c.1497) peut avoir contenu une section sur la robotique.

Pour un concours à Milan, Leonardo construisit un chevalier en armure capable de mouvements indépendants. À l'aide de poulies, de poids et d'engrenages, le chevalier pouvait s'asseoir, se lever, bouger la tête et lever la visière. À l'aide de descriptions fragmentaires qui ont survécu, le robotiste Mark Rosheim a reconstitué le chevalier en 2002. Les conceptions robotiques de Leonardo étaient si efficaces qu'elles ont même inspiré les propres robots de Rosheim pour la NASA.

Une autre création de Leonardo était un lion présenté au roi François Ier de France en 1515 qui pouvait marcher seul. Quand il s’arrêtait, sa poitrine s’ouvrait, révélant des bouquets de lis et de fleurs. En 2009, le lion a été recréé à partir des dessins survivants de Leonardo, comme on peut le voir dans cette vidéo.

5le moine en prière

Gianello Torriano était l'un des meilleurs horlogers italiens du 16ème siècle. Il passa sous l'emploi de l'empereur Charles Quint en 1529 et l'accompagna au monastère de San Yustre après l'abdication de Charles en 1555. Torriano tenta d'atténuer la dépression de l'empereur en créant de petits automates pour le divertir.

Torriano demanda à des soldats miniatures de se battre sur la table à manger. Il aurait sculpté des petits oiseaux en bois et les aurait fait voler dans la pièce et même par les fenêtres. Un automate, la Lady Lute Player, est toujours visible au Kunsthistorisches Museum de Vienne. Cela ne fonctionne plus, mais on dit qu'il est capable de faire de petits pas dans une trajectoire rectiligne ou circulaire, de gratter le luth de la main droite et de tourner la tête.

Le Smithsonian Institute, quant à lui, conserve une création de travail attribuée à Torriano, le moine priant de 39 centimètres (15 pouces). L'automate en bois et fer marche dans un carré et bat son torse avec son bras droit tout en soulevant et en abaissant un chapelet avec son gauche, l'embrassant de temps en temps. Il peut tourner la tête, hocher la tête, rouler des yeux et murmurer des prières silencieuses avec ses lèvres.

La légende dit que, lorsque Don Carlos, le fils adolescent de Philippe II, mourait d'une blessure à la tête subie lors d'une chute, Philip et toute l'Espagne ont prié pour un miracle. Les os d'un moine nommé Diego de Alcala, mort depuis un siècle, étaient placés à côté du garçon. Cette nuit-là, le frère apparut à Don Carlos, l'assurant qu'il s'en remettrait. Don Carlos a repris conscience et a retrouvé la santé. Un philippin reconnaissant a chargé Torriano de créer une image de Fray Diego. Le moine pénitentiel, un miracle scientifique, fut la réponse de Philip au miracle divin. San Diego, Californie a également été nommé d'après Fray Diego de Alcala.

4Karakuri Ningyo

L'histoire d'amour entre les Japonais et les robots remonte à des siècles. Les premiers robots japonais ont été créés au cours de la période Edo (1603-1868). Ils étaient appelés Karakuri Ningyo (approximativement traduit par «poupée mécanique») et étaient composés de bois, de ficelle et de rouages. Les Japonais ont également adopté la technologie d'horlogerie occidentale pour ces automates.

Les plus courants étaient les zashiki karakuri, petits robots ménagers assurant le divertissement. La récréation illustrée ci-dessus, par exemple, tire des flèches avec un arc. Sur le plan pratique, certains Karakuri pourrait servir des invités thé. Rappelant le mécanisme de Philon pour le robot de la servante, le Karakuri a été activé en plaçant une tasse de thé dans ses mains. Comme avec le chariot robot de Hero, un ressort ajustable a permis de programmer l'automate pour qu'il traverse le tapis de paille dans l'une des deux positions.

Ensuite nous avons le Dashi Karakuri, qui ont été utilisés sur des chars lors des processions de fêtes religieuses, un peu comme la statue en mouvement de Ctesibius. Ces automates ont joué des mythes et des légendes antiques. Finalement, le Butai Karakuri ou des automates de théâtre rappelaient les statues de Hero of Alexandria. Les Japonais ont été tellement impressionnés par les performances de ces acteurs miniatures que leurs homologues humains ont tenté d'imiter leurs mouvements, plutôt que l'inverse.

3Le joueur de flûte

Voltaire a qualifié le génie mécanique Jacques de Vaucanson de «nouveau Prométhée» pour son pouvoir apparent de donner vie à des matériaux inanimés. Lorsqu'il était enfant, Jacques étudia une horloge de l'église en attendant que sa mère finisse de se confesser. Jacques a mémorisé toutes ses pièces et a pu la recréer chez elle. Il a expérimenté les automates en grandissant. Un jour, Jacques est tombé malade et, dans son délire, il rêvait d'un joueur de flûte androïde. Dès qu'il a récupéré, il a commencé à assembler le robot.

Exposé pour la première fois le 11 février 1738, The Flute Player était une machine presque impossible à construire, considérant que la flûte est l'un des instruments les plus difficiles à jouer pour être accordé par de vrais humains. Les notes sont produites non seulement par la dextérité des doigts et de la respiration, mais également par la quantité d’air soufflé et la façon dont le flûtiste façonne les lèvres. Mais Jacques de Vaucanson a réussi à construire un robot pouvant jouer 12 mélodies différentes. Il a conçu des mécanismes pour imiter chaque muscle impliqué dans la flûte.

Grâce à un système de soufflets, de tuyaux et de poids, Jacques a pu contrôler la circulation de l'air dans les passages. Il a conçu les lèvres pour s'ouvrir et se fermer et se déplacer en arrière et en avant. Une langue métallique régulait le flux d'air et créait des pauses. Le robot de Jacques respirait réellement.

Le problème de Jacques avec les doigts était que même si ses leviers produisaient les bonnes actions, les doigts en bois étaient trop raides pour créer les bons sons. Pour simuler de vrais doigts, Jacques ajusta les doigts en bois avec une peau réelle pour les rendre doux.

Jacques de Vaucanson a fabriqué d'autres automates, le plus célèbre étant un canard qui a déféqué après avoir mangé. Mais contrairement au joueur de flûte, le canard était plus un tour de passe-passe amusant qu'une véritable tentative d'imiter les fonctions d'un être vivant.

2L'écrivain

Au Musée d'art et d'histoire de Neuchâtel, à l'ouest de Berne, en Suisse, un garçon pieds nus âgé de trois ans est assis devant un bureau en acajou et rédige des lettres avec une plume d'oie dans la main droite. Ce qui à première vue ressemble à une charmante poupée est en fait une merveille d’ingénierie: l’ancêtre de l’ordinateur moderne. Regardez de plus près et vous pouvez voir ses yeux suivre son travail. Il secoue la plume après l'avoir trempée dans l'encrier.

Construit par l'horloger suisse Pierre Jacquet-Droz à la fin des années 1770, les 6 000 composants personnalisés de The Writer travaillent de concert pour créer une machine à écrire programmable entièrement autonome. Le garçon est animé par une manivelle qui enroule les ressorts. Il peut écrire n’importe quel texte personnalisé de 40 lettres maximum avec quatre lignes maximum, grâce à 40 caméras qui fonctionnent comme un programme en lecture seule. Ce disque du système de programmation lui permet d’écrire sans aucune intervention externe. L’écrivain peut même être interrompu au milieu d’une ligne et forcé à en composer une autre.

Jacquet-Droz avait toujours ébloui avec ses automates. À la cour du roi d'Espagne, Ferdinand VI, les gens étaient convaincus que ses créations réalistes étaient l'œuvre de la sorcellerie. Pour échapper à l'accusation de sorcellerie de l'Inquisition, Jacquet-Droz a invité le grand inquisiteur à examiner son robot et son mécanisme interne afin de s'assurer qu'il se déplaçait par des moyens purement naturels.

The Writer fait partie d'un trio d'androïdes Jacquet-Droz construits de 1767 à 1774. Les deux autres, moins complexes que The Writer, sont la Lady Musician et le Draftsman. Ce qui rend ces robots particulièrement remarquables, c’est l’utilisation de la miniaturisation. Tous les mécanismes qui actionnent les androïdes sont enfermés dans leur corps et non sur un meuble accompagnant le tableau, comme d'habitude. Cette miniaturisation a rendu la synchronisation de toutes les pièces plus difficile, ce qui rend les robots encore en activité après plus de 200 ans, encore plus impressionnants.

1le dessin garçon

Exposé au Franklin Institute de Philadelphie, un automate vieux de deux siècles appelé «The Drawing Boy» perpétue la tradition de la magie mécanique initiée par The Writer. Le Drawing Boy était le chef-d'œuvre d'un autre horloger suisse, Henri Maillardet. Comme The Writer, il a influencé le film de Martin Scorsese Hugo, dans lequel un automate joue un rôle de support.

Le dessin garçon est magnifique dans sa complexité. Une pile de cames en laiton rotatives contrôlent avec précision le mouvement incroyablement fluide et réaliste des bras. Ce n’est pas seulement une question de géométrie simple, comme de déplacer le bras le long de la X, y, ou z axe. Tracer une ligne droite en diagonale, par exemple, obligeait le bras à reculer tout en se déplaçant d’un côté à l’autre, sinon il dessinait un arc de cercle.

Une fois enroulé, le robot peut produire un dessin en trois minutes environ. Cela nécessite plusieurs cames, et si un autre dessin est nécessaire, la machine doit déplacer la pile entière de 3 millimètres (0.13 in) pour passer à une autre pile, sinon le processus échoue. Cette incroyable précision est obtenue par des pièces fabriquées en grande partie à la main. Les cames sont essentiellement des mémoires à lecture seule et permettent au garçon d’écrire trois poèmes (deux en français et un en anglais) et de réaliser quatre dessins, dont un représentant un temple chinois.

Deux caméras plus simples contrôlent les mouvements des yeux et de la tête. Dans une excellente performance, The Boy arrête d’écrire un instant, la pile de cames bouge, lève la tête et regarde avec ses yeux, comme si elle pensait à quoi dessiner ensuite. Puis il baisse la tête lorsque le bras reprend son travail.