Виктор Шейнман - Victor Scheinman
Виктор Дэвид Шейнман (28 декабря 1942 - 20 сентября 2016) был американским пионером в области робототехники . Он родился в Огасте, штат Джорджия , где его отец Леонард служил в армии США. В конце войны семья переехала в Бруклин, и его отец вернулся, чтобы работать профессором психиатрии. Его мать преподавала в еврейской школе.
Шейнман впервые столкнулся с роботами во время просмотра фильма «День, когда Земля остановилась» в возрасте 8 или 9 лет. Фильм напугал его, и его отец предложил построить деревянную модель в качестве терапии. В детстве и юности Шейнман разработал и сконструировал пишущую машинку с голосовым управлением; Этот проект Science Fair дал ему возможность поступить в Массачусетский технологический институт в качестве бакалавра инженерного дела, а также заложил основу для его более поздних изобретений. Он был выпускником ныне не существующей Средней школы Нью-Линкольна в Нью-Йорке. В конце 1950-х годов, учась в старшей школе, Шейнман разработал машину преобразования речи в текст в рамках проекта научной ярмарки.
Образование
Шейнман учился в Массачусетском технологическом институте в качестве бакалавра, начиная с 16 лет и получил степень по аэронавтике и астронавтике в 1963 году. Он был президентом Клуба авиамоделистов и летом работал в Sikorsky Aircraft . Его бакалаврская диссертация была посвящена управлению глубиной модели крыла на подводных крыльях в буксирном баке Массачусетского технологического института.
После окончания учебы по совету и рекомендации своего советника Холта Эшли он устроился на работу в Boeing, где работал над симулятором лунной гравитации. Он уехал, чтобы путешествовать по миру на некоторое время, а затем поступил в аспирантуру Стэнфордского университета , сначала по специальности «Аэронавтика и астронавтика», а затем переключился на машиностроение, продолжая изучать курсы A&E. Он получил степень магистра за один год и остался работать над дипломом инженера . Летом он работал над программой « Аполлон» , с проектом теплового экрана командного модуля и турбонасосов ракеты Сатурн.
Робототехника
Шейнман получил должность научного сотрудника в Стэнфордской лаборатории искусственного интеллекта , работая на Бернарда Рота над созданием кистей для компьютеров. В лаборатории был электрический протез руки, разработанный примерно в 1962 году больницей Ранчо Лос Амигос , известный как рука Ранчо , который они подключили к компьютеру. (Изначально рука была разработана для управления с помощью кнопок, нажимаемых языком пользователя.) Шейнману было поручено обслуживать руку, но ее оказалось трудно использовать из-за низкой точности и обратной кинематики, которые было трудно вычислить. Он стал заниматься разработкой новых роботов. Одним из них была рука Орма (по-норвежски змея ), которую он построил вместе с Ларри Лейфером. Он состоял из семи уложенных друг на друга пластин, каждая из которых соединялась с соседней четырьмя небольшими пневматическими приводами. Каждый привод которого можно было надуть или спустить, установив или сбросив бит в компьютерном слове. Эту руку также оказалось трудно контролировать.
Его следующей целью была быстрая рука, которая превратилась в Стэнфордскую гидравлическую руку. Гидравлический рычаг требовал полного внимания со стороны компьютера PDP-6, который использовался для управления им, который обычно был разделен по времени, а рычаг оказался слишком мощным, его движения сотрясали машинный зал и требовали особой изоляции. Дональд Л. Пайпер в своей докторской диссертации 1968 года называет его цель «разрушением вещей». В тезисе Пипера также рекомендованы конкретные конфигурации рычажных механизмов роботов, которые позволили бы более простые решения для рук .
Стэнфордская рука
В 1969 году Шейнман изобрел Stanford arm , полностью электрический 6-осевой шарнирный робот, предназначенный для решения руки в закрытой форме . Три оси запястья пересекаются в точке, как предписано тезисом Пайперса. Это позволило роботу точно следовать произвольным траекториям в космосе под управлением компьютера и расширило потенциальное использование робота для более сложных приложений, таких как сборка и дуговая сварка. Робот также имел тормоза на каждой оси, что позволяло управлять им с помощью компьютера с разделением времени. Конструкция стала его дипломной инженерной диссертацией.
После получения степени инженера Шейнман пошел работать в RacChem, занимаясь разработкой автоматических машин, которые будут использовать термоусадочные пластиковые изделия RacChem. Примерно через год Стэнфорд попросил его вернуться в качестве сотрудника лаборатории искусственного интеллекта и построить созданного им робота. Он завершил первую руку, Золотую руку, и его попросили построить вторую, Синюю руку, чтобы позволить эксперименты по координации рук со зрением. Другие организации хотели этого рукава, в том числе SRI и Бостонский университет, поэтому Шейнман построил для них комплекты, которые могли быть укомплектованы коммерческой механической мастерской.
Рука MIT
Примерно в 1972 году Марвин Мински из Массачусетского технологического института попросил Шейнмана разработать более компактную руку. Мински получил финансирование от DARPA на нового робота и хотел использовать его для удаленно контролируемых операций. Шейнман провел лето в лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института, разрабатывая новую руку, которая стала называться MIT Arm , завершив разработку еще в Стэнфорде. Как и в Стэнфордской руке, у новой руки было запястье, все оси которого пересекались, что позволяло использовать руку закрытой формы, но теперь все оси были вращательными, в отличие от Стэнфордской руки, у которой было призматическое соединение. Стрела имела оболочку из листового металла, а не балок, в которых находилась вся проводка. В нем также использовались специально разработанные зубчатые передачи, отчасти для минимизации люфта , и нестандартные электродвигатели, а не только стандартные компоненты.
В 1973 году Шейнман основал Vicarm Inc. для производства своих роботов-манипуляторов, наняв Брайана Карлайла и Брюса Шимано, которые позже помогли основать Adept Robotics . Vicarm получил заказы на копии Стэнфордского отделения и отделения Массачусетского технологического института от различных исследовательских организаций, включая университеты, General Motors, Национальное бюро стандартов, AT&T и Военно-морскую исследовательскую лабораторию. Вскоре компания предложила контроллер для роботов с использованием LSI-11 Digital Equipment Corporation с 6502 микропроцессорами, управляющими сервоприводами для каждого сустава, включая конечный эффектор. Они также разработали язык VAL для управления роботом.
PUMA и Unimation
Во время учебы в Стэнфорде Шейнман получил стипендию, спонсируемую Джорджем Деволом , изобретателем Unimate , первого промышленного робота. Шейнман путешествовал с Devol и Джо Engelberger к Unimation и некоторые из своих клиентов, наблюдая приложения роботов, включая погрузочно-разгрузочные машины, погрузочно - разгрузочные и ранние попытки сделать точечную сварку . Эти ранние роботы были гидравлическими и запрограммированы путем обучения робота ряду отдельных точек, которые робот будет повторять каждый цикл. Некоторого контроля пути можно было достичь, определив множество промежуточных точек, но истинное следование по пути было невозможно.
Vicarm и его контроллер были достаточно малы, чтобы их можно было переносить, и Шейнман принес один в Unimation и установил его на столе Энгельбергера, продемонстрировав истинное управление траекторией, которого не могли достичь роботы Unimation. Он также принес руку на раннюю выставку роботов в Университете Иллинойса, но ему сказали, что это игрушка и не может быть на выставке, поэтому он установил ее на крыльце с удлинителем для питания, что привлекло многих исследователей, которые понял его преимущество в программируемости. Затем Энгельбергер предложил ему перенести робота в его стенд Unimation на выставке. Затем к Шейнману обратился General Motors (GM), который хотел увеличить версию его руки для концепции роботизированной сборки, которую они разрабатывали, но был обеспокоен способностью своей небольшой компании поставлять их, поощряя Шейнмана найти более крупного партнера. В 1977 году Шейнман продал свой дизайн компании Unimation , которая при поддержке GM доработала его как Программируемую универсальную машину для сборки (PUMA). Он проработал пару лет в качестве генерального менеджера подразделения Unimation на западном побережье.
Automatix
В 1979 году к Шейнману обратился Филипп Виллер , работавший тогда в Computervision , с предложением присоединиться к новой компании, занимающейся робототехникой и машинным зрением, которую он создавал в качестве соучредителя и вице-президента. Компания Automatix , начавшая свою деятельность в январе 1980 года, базировалась в Массачусетсе, но Шейнман управлял своим офисом на западном побережье, где он разработал RobotWorld, систему автоматизации, основанную на концепции, согласно которой роботы должны работать в своем собственном рабочем пространстве, где не было бы никакого потенциала. конфликты с людьми. Он состоял из взаимодействующих небольших модулей, подвешенных к двухмерному линейному двигателю, который образовывал крышу рабочего пространства. Офис на западном побережье также поддержал разработку других продуктов Automatix, разработав такие компоненты, как запястья роботов. В начале 1990-х годов Automatix решила прекратить продажу роботов, поскольку разработка приложений, необходимых для каждой установки робота, могла в три или четыре раза превышать стоимость самого робота и была невыгодной. Линия продуктов RobotWorld была продана компании Yaskawa , которая предложила их для автоматизации биологических лабораторий и сборки мелких деталей. Шейнман проработал у Яскавы консультантом несколько лет, и было продано от семи до восьмисот систем на основе RobotWorld.
Личная жизнь
Его племянница - джазовая скрипачка Дженни Шейнман . Он был женат на Сандре Ауэрбак в августе 2006 года. Его сын-инженер Дэйв Шейнман - глава отдела аппаратного обеспечения компании Carbon (компания), занимающейся 3D-печатью.
Виктор Шейнман умер 20 сентября 2016 года в Петролии, Калифорния, в возрасте 73 лет. До самой смерти Шейнман продолжал консультировать и был приглашенным профессором Стэнфордского университета на факультете машиностроения.
Награды и отличия
В 1979 году Шейнман и его наместник были представлены на обложке журнала Fortune Magazine о робототехнике.
Шейнман получил Robotic Industries Association «s Джозеф Ф. Engelberger Robotics Award в 1986 году и премию ASME Леонардо да Винчи из Американского общества инженеров - механиков в 1990 году.
19 апреля 2002 года организация General Motors 'Controls, Robotics and Welding (CRW) подарила Смитсоновскому институту оригинальный прототип робота Programmable Universal Machine for Assembly (PUMA) .
22 июня 2006 года в эфире американского игрового шоу Jeopardy! , Шейнман был предметом «ответа» за 1600 долларов в категории «Робототехника»: «В 1970-х Виктор Шейнман разработал PUMA, или программируемую универсальную манипуляцию ЭТО» (вопрос: «что ЭТО?» - ответ: «рука». ).