История создания промышленных роботов: как в СССР попытались догнать Америку (и даже в чем-то преуспели)

Инженерно-изобретательская мысль работала над промышленными роботами не только в Америке. В Японии и Европе появились собственные варианты промышленных роботов, и поначалу это был обратный инжиниринг. В 1969 году Kawasaki Heavy Industries выпустила своего первого робота Kawasaki-Unimate 2000, собранного по лицензии Unimation Inc. И в том же 1969 году Hitachi презентовала своего промышленного робота, собиравшего с помощью машинного зрения нужные конструкции по чертежу, что было реверс-инжинирингом скорее игрушечного робота «Гаргантюа» студента Гриффита Тейлора, а не Unimate, но уже на новом уровне программирования - компьютерном. К слову сказать, Япония стала первой страной, где в 1971 году появилась Национальная ассоциация робототехники, а сама Япония быстро вошла в число государств-лидеров в области промышленной робототехники.

В том же 1971 году на заводе Daimler Benz в Зиндельфингене точечной сваркой кузовов «Мерседесов» класса S и «Майбахов» занялись гидравлические роботы собственной немецкой сборки. Год спустя такие же роботы, только итальянские, сваривали кузова «Фиатов» в Турине, где они пришлись очень кстати: в Италии начинались «свинцовые семидесятые» с массовыми увольнениями рабочих и уличным терроризмом. В 1973 году немецкая компания KUKA GmbH презентует своего шестиосного промышленного робота с электрическим приводом FAMULUS, которым в его модифицированной версии IR.  стали заменять роботы Unimate. А компания KUKA (ее название – акроним фамилий ее основателей и места ее основания: Keller und Knappich, Augsburg), заработавшая свой основной капитал в период Веймарской республики на стальных мусорных контейнерах с крышкой и мусоровозах, а при Гитлере на производстве зенитных орудий, стала одним из европейских лидеров производства промышленных роботов.

Надо сказать, что все существующие на сегодня варианты мировой истории промышленных роботов имеют национальный акцент. Иначе, наверное, и быть не может. Не исключение и наш вариант истории промышленной роботехники. Лишь во второй половине в 50-х годов, когда поутихла травля буржуазной лженауки кибернетики, в Москве в марте 1956 года прошла Всесоюзная конференция, посвященная развитию советского математического машиностроения и приборостроения, а ровно два года спустя, в марте 1958 года, на Втором всесоюзном совещании по основным проблемам теории механизмов и машин академик Иван Иванович Артоболевский, непререкаемый в те годы авторитет в области теории механизмов и машин и по совместительству замдиректора по науке Института машиноведения АН СССР, поставил вопрос о «стыковке науки о механизмах и кибернетики» для создания «биоэлектрической системы управления механической рукой». 

Сейчас трудно сказать, что именно он понимал под биоэлектрической системой управления манипулятором-рукой, но скорее не ее бионический протез, а то, что что мы называем сегодня промышленными роботами с ИИ. Замах был, как видите, грандиозный, до его реализации Артоболевский не дожил, скончавшись в 1977 году в возрасте 71 года. Однако свидетелем решения более скромной задачи – создания отечественных роботов в заданными алгоритмами действия, как у «Юнимейта» Джорджа Девола, и программируемых роботов типа «Стэнфордской руки» и «Пумы» Виктора Шеймана, он был. 

Всего же с начала 70-х до середины 80-х гг. в СССР было создано около 250 моделей промышленных роботов, полсотни из которых пошли в серийное производство. История их создания описана отечественными историками робототехники много раз, повторяться нет смысла. Проще посмотреть всего лишь один патент в этой области, в котором как в зеркале отражается вся эта история. Это американский патент на советскую программируемую «механическую руку» образца года 1979 года. То, что она была запатентована в США и одновременно в ФРГ и Франции, говорит только о том, что ее изобретателям было что предложить для лицензирования на мировом рынке промышленных роботов.

Речь в этом патенте шла об «универсальном манипуляторе с автоматическим управлением для работы с производственными инструментами и оборудованием  <…> , например при механической и термической обработке, в литейном производстве, при ковке, прессовании, сварке, сборке, нанесении покрытий, а также при работе в опасных средах, например на атомных электростанциях, в глубоководных и космических проектах, а также в медицине <…> c возможностью быстрой переналадки для работы с различными изделиями и задачами». При этом предлагалась новая оригинальная конструкция кинематических цепей, позволявшая уменьшить габариты робота и его массу не в ущерб производительности и упрощавшая программирование робота.

Что касается изобретателей, то их в патенте числится 9 человек, что не частый случай в западных патентах. Первыми, причем не по алфавиту, тут шли членкоры АН СССР и директора институтов – Петр Белянин, директор НИИ авиационной технологии и организации производства Министерства авиационной промышленности СССР, и Константин Фролов, директор Института машиноведения АН СССР. Оба в недалеком будущем лауреаты Ленинской премии, а Фролов еще удостоится звания Героя Социалистического Труда и избрания вице-президентом АН СССР. 

Остальные перечислялись в патенте по алфавиту. Персонально на каждом из них останавливаться мы не будем, чтобы не обидеть других советских инженеров, работавших в той же области. Кто-то из авторов этого патента на тот момент был уже доктором, кто-то кандидатом технических наук, но уже лауреатом Государственной премии, кто-то еще не остепененным инженером. Потом один из них, как раз лауреат Госпремии, в 1989 году эмигрировал в Америку и там исчез из истории промышленной робототехники, двое в 90-е подались в частные предприниматели с теми же последствиями. Но в 70-е годы они патентовали одно за другим свои изобретения в области программируемой промышленной робототехники, писали учебники для студентов, публиковали статьи и монографии, причем не только у нас, но и за рубежом. Например, в 1976 году в английском журнале «Machines and Tooling» вышла статья Арона Кобринского с соавторами «Принцип проектирования исполнительных систем для программируемых манипуляторов».

Что касается их изобретений, то вот, например, два их авторских свидетельства. Одно 1976 года (с приоритетом от января 1975 года) на «Устройство для формирования сигнала управления очувствленным роботом». Другое 1982 года (с приоритетом от 1980 года) на «Автоматический манипулятор с программным управлением».

Достаточно просмотреть их по диагонали, чтобы видеть: в те годы советская инженерная мысль шла, как говорится, ноздря в ноздрю, с разработками роботов PUMA и KUKA. К тому же, над программируемыми промышленными роботами-манипуляторами у нас трудились инженеры не только в Институте машиностроения и НИИ авиационной технологии, но и других учреждениях, в том числе номерных «почтовых ящиках». Один их них, кстати, упоминается во взятом нами для примера охранном документе. 

А то, что у нас до промышленности доходила только каждая пятая новая разработка промышленного робота, то это вопрос не к их изобретателям, а к ГКНТ и отделу научно-технического прогресса в машиностроении Госплана. Если на конвейере АвтоВАЗа корпуса автомобилей сваривали сначала итальянские промышленные роботы «Джулия», потом «Кавасаки» и «Юнимейты» и лишь потом отечественные роботы «Бета» станкостроительного КБ АвтоВАЗа, то, наверное, спешить было некуда. Вазовские «Лады» успешно экспортировались по всему миру, что приносило хорошую валютную выручку и возможность выгодного бартера, в том числе внешнеторгового бартера промышленных роботов.