Первый промышленный робот Unimate (1961)

Мечта о механическом рабочем

Слово «робот» придумал в 1920 году чешский писатель Карел Чапек для пьесы об искусственных рабочих, восстающих против людей. В следующие десятилетия роботы прочно поселились в научной фантастике - то как чудовища, то как верные помощники. Айзек Азимов в рассказах 1940-х годов придумал «Три закона робототехники» и само слово «робототехника».

Реальная промышленность тем временем шла другим путем. С начала XX века конвейер Генри Форда сделал массовое производство автомобилей дешевым и быстрым, но работа на нем была тяжелой и однообразной. После Второй мировой войны в американской промышленности заговорили об «автоматизации» - это слово в 1940-х годах ввел в оборот один из руководителей компании «Форд». Появились станки с числовым программным управлением, работавшие по программе на перфоленте, и сложные автоматические линии. Но они были «жесткими»: каждая линия выполняла только одну операцию, и для выпуска новой модели ее приходилось перестраивать. Американский математик Норберт Винер в книге «Кибернетика» и последующих работах предупреждал, что автоматические машины могут вытеснить человека из производства и вызвать массовую безработицу.

Изобретатель без диплома

Джордж Девол родился в 1912 году в Луисвилле, штат Кентукки. Он не стал поступать в колледж, решив сразу заняться бизнесом и изобретательством. В 1930-х годах он основал компанию, выпускавшую оборудование для звукового кино, и придумал одно из первых устройств автоматического открывания дверей с помощью фотоэлемента. Во время Второй мировой войны он работал над радиолокационной техникой и средствами радиоэлектронного противодействия. После войны он изобретал торговые автоматы, в том числе, по распространенному рассказу, автомат, разогревавший сосиски с помощью микроволн.

Девол заметил, что на заводах огромное количество рабочих занято простым перекладыванием деталей с места на место. Он задумал универсальную машину, которая могла бы запоминать последовательность движений и повторять ее, а при необходимости - переучиваться для другой работы. В 1954 году он подал заявку на патент «программируемого переноса предметов». Патент был выдан лишь 13 июня 1961 года. Девол позднее говорил, что его идеей было освободить людей от тяжелого и опасного труда, а не заменить их.

Встреча на вечеринке

В 1956 году на вечеринке в Уэстпорте, штат Коннектикут, Девол разговорился с 31-летним инженером Джозефом Энгельбергером. Энгельбергер, физик по образованию, работал в компании, создававшей системы управления для авиации и ракет. Он был давним поклонником рассказов Азимова о роботах, и, по воспоминаниям обоих, разговор быстро перешел на них. Услышав об изобретении Девола, Энгельбергер, по его воспоминаниям, сразу сказал, что это похоже на робота.

Энгельбергер был не только инженером, но и прирожденным предпринимателем. Он убедил владельца промышленной компании «Кондек» Нормана Шафлера финансировать разработку. Для этого было создано подразделение, позднее ставшее компанией «Юнимейшн» - от английских слов «универсальная автоматизация». Робот получил название «Юнимейт» - «универсальный помощник».

Как был устроен «Юнимейт»

Энгельбергер и его инженеры несколько лет доводили изобретение до промышленного образца. Готовый «Юнимейт» был массивной машиной весом около двух тонн. На основании стояла поворотная башня, из которой выдвигалась мощная рука с захватом на конце. Рука могла поворачиваться, подниматься и опускаться, выдвигаться и втягиваться, а захват - вращаться и сжиматься. Приводы были гидравлическими, что позволяло поднимать тяжелые предметы.

Главным отличием от прежних автоматов была память. Последовательность движений записывалась на магнитный барабан - устройство, применявшееся в ранних компьютерах. Робота обучали, проводя его рукой через нужные положения, и он запоминал их, а затем мог тысячи раз повторять с высокой точностью. Чтобы перенастроить робота на другую работу, достаточно было записать новую программу. Это делало «Юнимейт» универсальным, в отличие от автоматической линии, созданной для одной операции.

Тревога автоматизации

Появление «Юнимейта» совпало с волной тревоги по поводу автоматизации, охватившей Америку на рубеже 1950-1960-х годов. В 1952 году писатель Курт Воннегут выпустил роман «Механическое пианино» о будущем, где машины заменили почти всех рабочих, а люди потеряли смысл жизни. В 1955 году Конгресс США провел слушания о влиянии автоматизации на занятость. Широко пересказывалась история, которую, по-видимому, сам рассказывал профсоюзный лидер Уолтер Рейтер: на автоматизированном заводе «Форд» сопровождавший его менеджер спросил, как Рейтер заставит эти машины платить профсоюзные взносы, а Рейтер в ответ спросил, как менеджер заставит их покупать автомобили. Достоверность этой истории сомнительна, но она хорошо передает настроения эпохи.

В начале 1960-х годов, когда в США держалась заметная безработица, президент Кеннеди называл обеспечение работой людей, вытесняемых машинами, одной из главных внутренних задач страны. В 1962 году был принят закон о подготовке и переподготовке рабочих. В этой атмосфере Энгельбергер и Девол старались представить своего робота не как замену человеку, а как помощника, избавляющего его от опасной и изнурительной работы.

На заводе «Дженерал моторс»

Найти первого заказчика было нелегко. Руководители заводов с недоверием относились к странной машине, а профсоюзы опасались за рабочие места. Согласилась компания «Дженерал моторс». В 1961 году первый «Юнимейт» начал работать на ее заводе в Юинг-Тауншипе, близ Трентона в штате Нью-Джерси; по некоторым данным, опытный образец испытывался там уже с 1959 года.

Робот трудился на линии литья под давлением, где из расплавленного металла отливали детали для автомобилей - дверные ручки, детали кузова и другие. Он вынимал из литейной машины раскаленные отливки, охлаждал их в ванне с жидкостью и укладывал. Это была одна из самых тяжелых и опасных работ на заводе: жара, ядовитые пары, риск ожогов и травм. Робот работал без перерывов и усталости.

Финансовый успех пришел не сразу. По данным самой компании, производство одного робота поначалу обходилось дороже, чем цена, по которой его продавали, и «Юнимейшн» много лет работала в убыток. Прибыль компания впервые получила лишь в 1975 году.

Робот на телевидении

Энгельбергер умел рекламировать свое детище. В 1966 году «Юнимейт» появился в популярном вечернем шоу Джонни Карсона на американском телевидении: робот загнал мяч в лунку для гольфа, налил пиво в стакан и, по рассказам, дирижировал оркестром. Миллионы зрителей впервые увидели настоящего робота за работой. Энгельбергер много выступал, писал статьи и книги и позднее получил прозвище «отец робототехники».

Сварка в Лордстауне

Настоящий прорыв произошел в конце 1960-х годов. В 1969 году «Дженерал моторс» установила на новом заводе в Лордстауне, штат Огайо, линию, где роботы «Юнимейт» выполняли точечную сварку кузовов. Завод собирал около ста автомобилей в час - намного больше, чем другие заводы того времени, а роботы выполняли большую часть сварочных операций.

Высокий темп и монотонность труда вызвали недовольство рабочих. В 1972 году на заводе в Лордстауне прошла забастовка, ставшая символом проблем, которые получили название «синдрома синих воротничков» - отчуждения рабочих на автоматизированном производстве. Тема роботов и рабочих мест с тех пор вошла в политику.

Японский рывок

Самыми увлеченными покупателями роботов оказались японцы. В 1969 году японская компания «Кавасаки» получила лицензию «Юнимейшн» и начала выпускать роботы «Кавасаки-Юнимейт» - первые промышленные роботы, произведенные в Японии. Японская промышленность, переживавшая бурный рост и испытывавшая нехватку рабочих рук, быстро освоила новую технику. К 1980-м годам Япония стала мировым лидером по производству и использованию роботов, а японские компании - «Фанук», «Яскава», «Кавасаки» и другие - ведущими производителями. Американские фирмы, создавшие отрасль, уступили лидерство.

В 1969 году молодой инженер Стэнфордского университета Виктор Шейнман создал легкую электрическую руку с компьютерным управлением - «Стэнфордскую руку». На ее основе «Юнимейшн» по заказу «Дженерал моторс» разработала в 1978 году робот ПУМА, предназначенный для сборки небольших деталей и ставший одним из самых известных роботов в истории. Появлялись и конкуренты, в том числе американский робот «Версатран», работавший на заводах «Форд» с начала 1960-х годов.

В Советском Союзе разработка промышленных роботов началась в конце 1960-х - начале 1970-х годов. Робототехника была объявлена одним из приоритетов развития промышленности, и к 1980-м годам в стране выпускались тысячи роботов, однако по уровню технологий и масштабам применения СССР отставал от Японии и Запада.

Цена прогресса

С распространением роботов появились и первые трагедии. 25 января 1979 года на литейном заводе компании «Форд» в штате Мичиган 25-летний рабочий Роберт Уильямс погиб от удара роботизированной руки складской системы. Он считается первым человеком, погибшим по вине робота. В 1981 году на заводе «Кавасаки» в Японии робот убил рабочего Кэндзи Ураду. Эти случаи привели к созданию правил безопасности: роботов стали окружать ограждениями и оснащать датчиками, останавливающими работу при приближении человека.

Судьба создателей

В 1983 году «Юнимейшн» была продана американской корпорации «Вестингауз», а позднее ее активы перешли к швейцарской компании «Штойбли». Джозеф Энгельбергер основал новую компанию, разрабатывавшую роботов для больниц, и занимался роботами-помощниками для пожилых людей. Он умер в 2015 году. Джордж Девол, получивший за жизнь десятки патентов, в 2011 году был включен в Национальный зал славы изобретателей США и умер в том же году в возрасте 99 лет. «Юнимейт» одним из первых вошел в Зал славы роботов, созданный в 2003 году в Университете Карнеги - Меллона.

Мир роботов

Сегодня промышленные роботы сваривают и красят автомобили, собирают электронику, упаковывают продукты, обслуживают склады. По данным Международной федерации робототехники, к 2020-м годам в мире работают более трех миллионов промышленных роботов, а лидерами по их внедрению стали Китай, Южная Корея, Япония и Германия. Наряду с ними появились хирургические, сельскохозяйственные, бытовые и складские роботы. Споры о том, лишают ли роботы людей работы или создают новые рабочие места, начавшиеся вокруг первого «Юнимейта», продолжаются до сих пор.

Итоги

• В 1961 году на заводе «Дженерал моторс» в Нью-Джерси начал работать «Юнимейт» - первый промышленный робот, применявшийся на производстве.
• Робот изобрел Джордж Девол, а производство организовал Джозеф Энгельбергер, вдохновленный рассказами Азимова.
• Главным новшеством «Юнимейта» была возможность программировать и перепрограммировать его движения, что делало робота универсальным.
• В 1969 году роботы «Юнимейт» стали выполнять сварку кузовов на конвейере, а японская компания «Кавасаки» начала выпускать их по лицензии, положив начало лидерству Японии.
• Изобретение положило начало промышленной робототехнике, изменившей производство во всем мире.