Читаем без скачивания Охота на электроовец. Большая книга искусственного интеллекта - Марков Сергей Николаевич

При изготовлении барабана шарманки создатель музыкальной партитуры передаёт плотнику лист бумаги, содержащий разметку, указывающую расположение штифтов. Вдохновлённый этим методом, Бушон приспособил рулон перфорированной бумаги к ткацкому станку для того, чтобы выбирать нити основы, которые должны быть подняты крючками. Эта конструкция оказалась в целом работоспособной, однако требовала вмешательства человека для подачи бумаги. Кроме того, сама бумага часто рвалась[211].

Рис. 22. Полуавтоматический ткацкий станок БушонаРис. 23. Структура ткани: 1 — основа (продольные нити ткани), 2 — уток (поперечные нити ткани, переплетающиеся с продольными)

Три года спустя помощник Бушона Жан-Батист Фалькон доработал конструкцию станка, заменив рулон бумаги на картонные карты, прикреплённые друг к другу петлями. Однако перемещение карт всё ещё осуществлялось вручную. Станки Бушона и Фалькона пользовались ограниченным успехом, к 1762 г. им удалось реализовать около 40 машин[212].

Рис. 24. Ткацкий станок Фалькона

В период с 1745 по 1750 г. Жак Вокансон (Jacques Vaucanson), искусный механик, занимавший пост главного инспектора французских шёлковых мануфактур, смог внести дальнейшие усовершенствования в конструкцию станка.

Жака де Вокансона (получившего приставку «де» к фамилии от французской Академии наук) можно по праву назвать одним из отцов робототехники. Будучи десятым сыном в бедной семье перчаточных дел мастера, Вокансон получил образование в школе иезуитов, а затем — монахов-минимов. В 1727 г. он открыл мастерскую в Лионе, в которой занялся конструированием различных механических игрушек. Медные утки Вокансона порхали, били крыльями, клевали рассыпанный корм. Механический флейтист — полноразмерная фигура человека, внутри которой были установлены пружины и мехи, направлявшие воздух в различные части устройства таким образом, что губы и пальцы автомата совершали правильные движения по флейте. В 1738 г. в Париже Вокансон опубликовал работу «Механизм автомата-флейтиста» (Le mécanisme du fluteur automate), в которой разъяснил принципы действия автомата.

Рис. 25. Механическая утка Вокансона

Вокансон заменил связку карт на ленту перфорированной бумаги, обёрнутую вокруг вращающегося перфорированного металлического цилиндра. Крючки, поднимающие нити основы, выдвигались при помощи длинных игл, массив которых прижимался к цилиндру. Таким образом, иглы, упиравшиеся в участки ленты, на которых в бумаге отсутствовали отверстия, выдвигались вперёд. Каждый из крючков под прямым углом проходил через ушко соответствующей иголки. Разместив свой механизм над станком, Вокансон избавился от сложной системы грузов и шнуров. Он также добавил храповой механизм для продвижения ленты после очередного прижатия ряда игл к цилиндру. Таким образом, станок стал полностью автоматическим[213]. Однако из-за ограничений длины ленты, оборачиваемой вокруг цилиндра, а также из-за сложности изготовления и высокой стоимости цилиндров станок Вокансона так и не получил широкого распространения. Зато этот проект всерьёз рассердил лионских ткачей, которые забросали изобретателя камнями и организовали протест и забастовки[214]. В конце концов станок Вокансона занял своё место в коллекции «Консерватории искусств и ремёсел» (Conservatoire national des arts et métiers).

Рис. 26. Ткацкий станок Вокансона

На рубеже XVIII–XIX вв. Жаккару было предложено воссоздать ткацкий станок Вокансона — Наполеон Бонапарт, пришедший к власти в 1799 г., хотел модернизировать промышленность Франции[215].

Одним из первых усовершенствований, внесённых Жаккаром в конструкцию Вокансона, стал возврат от бумажной ленты к цепочке перфокарт. Затем он избавился от дорогостоящих металлических цилиндров Вокансона, заменив их более технологичной призмой. Фактически термин «жаккардовый ткацкий станок» не вполне точен: в действительности Жаккар изобрёл машину, которая может быть приспособлена к различным ткацким станкам[216].

Элементы машины Жаккара — это ножи, крючки, иглы, рамная доска, рамные шнуры и перфорированная призма. Нити основы, проходящие через глазки галев (галево — деталь ткацкого станка, предназначенная для подъёма или опускания нити основы; галево может быть изготовлено из нити, пластинки или проволоки, при этом в его центре находится отверстие (глазок), через которое проходит одна из нитей основы), связаны с машиной так называемыми аркатными шнурами, продетыми в делительную доску для равномерного распределения по ширине станка. Ножи, установленные в ножевой раме, осуществляют возвратно-поступательное движение в вертикальной плоскости. Крючки, находящиеся в зоне действия ножей, захватываются ими и поднимаются вверх, а через рамные и аркатные шнуры поднимаются вверх и нити основы, образуя верхнюю часть так называемого зева (вертикального промежутка между поднятыми и опущенными нитями основы). Крючки, выведенные из зоны действия ножей, опускаются вниз вместе с рамной доской. Опускание крючков и нитей основы происходит при помощи грузиков. Опущенные нити основы образуют нижнюю часть зева. Из зоны действия ножей крючки выводятся иглами, на которые действует призма с размещёнными на её поверхности перфокартами, осуществляющая качательные и вращательные движения[217].

Рис. 27. Машина Жаккара: 1 — ножи; 2 — рамная доска; 3 — рамные шнуры; 4 — аркатные шнуры; 5 — делительная доска; 6 — лицы; 7 — грузики; 8 — иглы; 9 — перфорированная призма; 10 — пружина; 11 — доска; 12 — крючки

В 1801 г. после успешной демонстрации своей машины в Париже (после неё французское правительство наградило Жаккара бронзовой медалью) Жаккар выставил её в Лионе. Ткачи, понимая, что их хлеб и масло находятся под угрозой, толпой напали на изобретателя и разрушили его изобретение. Трижды Жаккару угрожали убийством. Сам он так описывает это событие: «Железо [металлические остатки машины] было продано как металлолом, дерево [деревянные части] — на дрова, а я был приговорён ко всеобщему позору».

В апреле 1805 г. император Наполеон и императрица Жозефина посетили Лион и во время поездки ознакомились с изобретением Жаккара. Патент Жаккара передали городу Лиону, взамен изобретатель получил ежегодную пожизненную пенсию в 3000 франков (по покупательной способности эта сумма примерно равна 1,5 млн рублей в 2023 г.[218]) и ежегодные отчисления в размере 50 франков за каждый ткацкий станок в течение первых шести лет его эксплуатации. Началось активное производство, и в 1812 г. во Франции уже использовалось 11 000 жаккардовых ткацких станков. При этом, несмотря на энергичные усилия Франции по сохранению технологии в секрете, станки начали появляться и в других странах[219]. Таким образом, во времена Бэббиджа технология использования перфокарт уже находилась на стадии широкомасштабного промышленного применения.