Konie Prawdziwie Mechaniczne część 2




czyli: maszyny koniem inspirowane - ciąg dalszy

09.04.2011


W dziejach ludzkości konie przez tysiąclecia odegrały ogroną rolę. Były pożytecznym narzędziem i skuteczną bronią. Sytuacja ta dość szybko zaczęła ulegać zmianie dzięki Szkotowi Jamesowi Wattowi (to od jego nazwiska pochodzi nazwa jednostki mocy: wat). Watt w 1763 roku wykonawszy analize działania silnika parowego Newcomena, zbudował swój własny, o wiele wydajniejszy i oszczędniejszy silnik. Znalazł on praktyczne zastosowanie dopiero po 23 latach, w 1776 roku w kopalni Bentley, ale od tego momentu rewolucja przemysłowa ruszyła z kopyta. Z roku na rok powstawało coraz więcej maszyn, i choć przez kolejne 150 lat konie były powszechnością, to wynalazek pana Watta był początkiem końca powszechnego używania koni.

Mechanizacja zagościła w powszechnej świadomości, a pojawienie się maszyn parowych było takim samym szokiem kulturowym, jak pojawienie się w latach 80-tych XX wieku powszechnie dostępnych komputerów lub dziesięć lat później Internetu. Zabawne jednak było to, że ówcześni ludzie wyobrażali sobie zamianę siły mięśni na siłę pary w bardzo bezpośredni, antropomorficzny sposób. Tworząc rozmaite wizje mechanizacji wyobrażano sobie dosłownie, że np. żywe konie zostaną zastąpione parowymi końmi mechanicznymi, wyglądającymi dokładnie tak, jak ich biologioczne odpowiedniki. Na tej samej zasadzie wymyślano mechanicznych ludzi – pierwsze humanoidalne parowe roboty. Zresztą popatrzcie na taki oto obrazek z II połowy XIX wieku, będący ilustracją do twórczości Franka Reade jr., autora ówczesnej serii powieści dla młodzieży:



Oczywiście na ogół takie pomysły dotyczyły wyglądu zewnętrznego maszyn, mało który twórca tych fantazji zaprzątał sobie głowę takim "drobnym szczegółem" jak techniczne aspekty konstrukcji np. mechanicznego konia. Jednym z tych, którzy mieli bardziej inżynierskie podejście do tematu był pan William Brunton. Rozumiał doskonale, jak wielką rolę odgrywają konie w transporcie lądowym. Konie jako siła piociągowa miały jednak swoje wady, z których jedną z najistotniejszych była konieczność ich karmienia bez względu na to, czy akurat pracowały, czy nie. A że były to czasy Wojen Napoleońskich (1799-1815), które spowodowały powszechny wysoki wzrost ben pasz na rynkach europejskich, więc potrzeba zastąpienia koni czymś efektywniejszym i ekonomiczniejszym stała się dość istotna. Chcąc zastąpić konie maszyną Brunton w 1813 roku wymyślił jedną z pierwszych parowych lokomotyw, zwaną Steam Horse (koń parowy) lub Mechanical Traveller (mechaniczny podróżnik). Od późniejszych parowozów różniła się ona tym, że... miała nogi. Były one zamontowane z tyłu silnika i miały popychać pojazd do przodu. Powstała nie tylko na papierze – zostały zbudowane jej dwie wersje, doskonale się sprawdzające w kopalniach, czy na pochylniach na kanale Charnwood Forest. Niewiele jest informacji na ich temat, ale wiadomo, że pierwsza wersja miała 1 cylinder i ważyła ok. 2250 kg i rozwijała prędkość niespełna 5 km/h. Pracowała przez dość długi czas w zakładach Butterley Ironworks. Kosztowała sporą wówczas sumę 240 funtów. Druga, również "nożna" była prawdopodobnie dwucylindrowa, silniejsza i prawie dwukrotnie cięższa. Pracowała w kopalni w Newbottle w hrabstwie Durham. Kosztowała 540 funtów. Był to ciekawy wynalazek, ale właściciele kopalni nie byli z niego tak do końca zadowoleni z uwagi na dość przeciętne (łagodnie mówiąc) osiągi. Kres lokomotywom Bruntona położył wypadek: 31 lipca 1815 roku podczas demonstracji, nowy kocioł z kutego żelaza eksplodował, zabijając trzynaścioro widzów, a raniąc odłamkami i oblewając wrzątkiem wielu innych. Była to pierwsza zarejestrowana katastrofa kolejowa. Dalszego rozwoju wynalazku nie było, a kopalnia wróciła do koni.



Skąd w ogóle idea popychania pojazdu "po końskiemu", nogami ? Ano w owym czasie po prostu nie wierzono, by napęd przenoszony wprost na gładkie, stalowe koła, jeżdżące po równie gładkich szynach w ogóle mógł zadziałać. Uważano, że z powodu tej gładkości koła będą się po prostu ślizgać, a pojazd w efekcie stać w miejscu. Dopiero później udowodniono, że jest inaczej, a rozwój kolei poszedł tą właśnie drogą napędzania kół bezpośrednio.

Dawne, XIX-wieczne idee stworzenia konia mechanicznego "na obraz i podobieństwo" żywego zwierzęcia nie odeszły jednak w zapomnienie. O rozmaitych próbach pisałem już kiedyś w INNYM OPRACOWANIU. Jednak pierwszym "prawdziwym" mechanicznym koniem, który faktycznie wyglądał jak koń był stworzony dopiero w 1950 roku “Blowtorch" (dosł. palnik).



Jego twórcą był kanadyjski wynalazda W. K. McIntyre. Jego “koń" był napędzany silnikiem spalinowym o mocy (choć brzmi to nieco osobliwie) 9 koni mechanicznych. Miał głowę, ogon i czarno-białe, srokate "umaszczenie", więc pod tym względem faktycznie przypominał konia, wzbudzając zresztą zainteresowanie swoich "biologicznych" krewnych. Co zabawne: wylot rury wydechowej znajdował się pod ogonem właśnie. Zamiast podków miał rolki, które umożliwiały mu poruszanie się. Poruszał się jednak w sposób dość nienaturalny, czymś w rodzaju szybkiego inochodu na sztywnych nogach o bardzo małej długości kroku; nie zawsze też był w ruchu stabilny. Wyglądał tak: http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=ndRsPEQKLKw

O wiele bardziej praktycznie wygląda jedno z najnowszych (rok 2012 ) dzieł firmy Boston Dynamics – robot LS3 ("Legged Squad Support System") będący w założeniu mechanicznym koniem jucznym, służącym do przenoszenia ładunków (np. wyposażenia wojskowego) w trudnym terenie, gdzie klasyczne pojazdy kołowe nie sprawdzają się.



Robot powstał na zamówienie i z funduszu US Marine Corps. Przeciętny żołnierz może nieść ok. 50 kg wyposażenia, co jednak z każdą godziną coraz bardziej wyczerpuje jego siły. Koń-robot może wziąć na grzbiet około 200 kg i przebyć nawet 20 mil w ciągu 24 godzin bez ponownego zatankowania. Po równej drodze trafi poruszać się nawet niezbyt szybkim kłusem. Ma kamery, czujniki i system GPS sprawiające, że potrafi rozpoznawać teren i jest po części maszyną autonomiczną, "samosterowalną". Dzięki kamerom potrafi też iść samodzielnie za człowiekiem-przewodnikiem. Stworzenie tego sztucznego konia zajęło aż 30 miesięcy, a w prace zaangażowany był zespół inżynierów z wielu firm, także spoza Boston Dynamics: z Bell Helicopter, AAI Corporation, Jet Propulsion Laboratory i innych. Efekt ? Popatrzcie: http://www.youtube.com/watch?v=40gECrmuCaU&feature=player_embedded.

Jak widać na obu filmach, mechaniczne konie mają jedną zasadniczą wadę: słabo przypominają prawdziwego konia, a w ruchu to już w ogóle... Na koniec chciałbym pokazać więc inne dziełko inżynierskie – konia, który jest, owszem, sztuczny, ale nie mechaniczny, gdyż napędzany jest siłą mięśni ludzi. Został stworzony przez firmę Handspring Puppet Company na potrzeby filmu Stevena Spielberga "War Horse", pokazywanego w kinach w 2011 roku. Przy jego konstruowaniu współpracowali reżyserzy Marianne Elliott i Tom Morris oraz choreograf Toby Sedgwick. Koniem porusza trójka animatorów, z których dwaj odpowiadają za przednią i tylną parę nóg a trzeci – za głowę I szyję.



Niezwykła, "elastyczna" konstrukcja konia plus fachowa praca animatorów powoduje, że porusza się on w sposób wręcz perfekcyjnie imitujący ruch prawdziwego zwierzęcia. Zapraszam do obejrzenia filmu: http://www.youtube.com/watch?v=QrhPH9yuKYM. A gdyby tak połączyć wiedzę inżynierów z Boston Dynamics z doświadczeniem ludzi z Handspring Puppet Company ? Pewnie efektem byłby naprawdę niezwykły koń mechaniczny. Ale czy kontakt z najwpanialszą nawet maszyną jest w stanie zastąpić kontakt z żywym zwierzęciem ? Pytanie jest (mam nadzieję) retoryczne ?...



Zródła:

http://www.bostondynamics.com/robot_ls3.html
http://cyberneticzoo.com/?tag=steam-carriage
http://www.theatlantic.com/technology/archive/2012/09/a-brief-history-of-mechanical-horses/262942/
http://www.nextnature.net/themes/biomimic-marketing/
http://en.wikipedia.org/wiki/Steam_Horse_locomotive
http://youarehere.fogplex.org/brchm07.content.html