Виктор Шейнман

Виктор Шейнман в Музее Массачусетского технологического института с роботом PUMA в 2014 году.

Стэнфордская рука, разработанная в 1969 году Шейнманом и позже построенная им, была первой электрической рукой-роботом, предназначенной для компьютерного управления .

Рука Шейнмана MIT, построенная для лаборатории искусственного интеллекта Массачусетского технологического института ок. 1972 г., предшественник PUMA.

Шейнман устанавливает свою систему RobotWorld на стенде Automatix на выставке Robots '86 в Детройте в июне 1986 года. Нижняя сторона верха представляет собой двумерную решетку линейного двигателя . Небольшие манипуляторы и сенсорные модули камер могут свободно перемещаться по сетке для выполнения сборочных операций и других манипуляций в пространстве под ней.

Линейный двигатель RobotWorld. На противоположной грани устанавливались манипуляторы или датчики.

Виктор Дэвид Шейнман (28 декабря 1942 — 20 сентября 2016) — американский пионер 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 на работу профессором психиатрии. Его мать преподавала в еврейской школе.

Первый опыт работы с роботами Шейнман получил в возрасте 8 или 9 лет, когда посмотрел «День, когда Земля остановилась». Фильм напугал его, и его отец предложил в качестве терапии построить деревянную модель. Шейнман посещал ныне несуществующую школу Нью-Линкольна в Нью-Йорке, где в конце 1950-х годов он спроектировал и сконструировал пишущую машинку с голосовым управлением для проекта научной ярмарки. Это начинание позволило ему поступить в Массачусетский технологический институт на степень бакалавра инженерного дела, а также послужило основой для его более поздних изобретений.

Образование

Шейнман учился на бакалавриате Массачусетского технологического института , начиная с 15 лет, и получил степень в области аэронавтики и космонавтики в 1963 году. Он был президентом Клуба моделей самолетов и летом работал в компании Sikorsky Aircraft . Его дипломная работа была посвящена контролю глубины крыла модели на подводных крыльях в буксирном баке Массачусетского технологического института.

После окончания учебы по совету и рекомендации своего научного руководителя он устроился на работу в компанию Boeing, где работал над симулятором лунной гравитации. Он уехал путешествовать по миру на некоторое время, а затем поступил в аспирантуру Стэнфордского университета , сначала на аэронавтику и космонавтику, затем переключился на машиностроение, продолжая при этом посещать курсы неотложной помощи. Он получил степень магистра за один год и продолжил работать над получением степени инженера . Летом он работал над программой «Аполлон» , над проектами теплозащитного экрана командного модуля и турбонасосов ракеты «Сатурн».

Робототехника

Шейнман получил должность научного сотрудника в Стэнфордской лаборатории искусственного интеллекта , работая под руководством Бернарда Рота над созданием рук и рук для компьютеров. В лаборатории был электрический протез руки, разработанный примерно в 1962 году в больнице Ранчо Лос-Амигос , известный как рука Ранчо . который они подключили к компьютеру. (Изначально рука была спроектирована для управления с помощью кнопок, нажимаемых языком пользователя.) Шейнману было поручено обслуживать руку, но ею оказалось трудно пользоваться, из-за низкой точности и обратной кинематики , которую было трудно вычислить. Он стал участвовать в разработке новых роботов. Одним из них была рука Орма (по-норвежски « змея »), которую он построил вместе с Ларри Лейфером. Он состоял из семи сложенных друг на друга пластин, каждая из которых была соединена с другой четырьмя небольшими пневматическими приводами. Каждый привод которого можно было надуть или сдуть, установив или сбросив бит в компьютерном слове. Эту руку также оказалось трудно контролировать.

Его следующей целью была быстрая рука, которая стала Стэнфордской гидравлической рукой. Гидравлическому манипулятору требовалось полное внимание компьютера PDP-6 , используемого для управления им, который обычно был разделен по времени, и манипулятор оказался слишком мощным, его движения сотрясали компьютерный зал и требовали специальной изоляции. Дональд Л. Пипер в своей докторской диссертации 1968 года называет его целью «разбивание вещей». В диссертации Пипера также были рекомендованы конкретные конфигурации соединений роботов, которые позволили бы упростить решения для манипуляторов .

Стэнфордский рукав

В 1969 году Шейнман изобрел Стэнфордскую руку . Полностью электрический 6-осевой шарнирно-сочлененный робот, позволяющий использовать манипулятор в закрытой форме . Три оси запястья пересекаются в одной точке, как предписано тезисом Пайперса. Это позволило роботу точно следовать произвольным траекториям в пространстве под управлением компьютера и расширило возможности использования робота для более сложных задач, таких как сборка и дуговая сварка. Робот также имел тормоза на каждой оси, что позволяло управлять им с помощью компьютера с разделением времени. Этот дизайн стал его дипломной работой на степень инженера.

После получения степени инженера Шейнман пошел работать в RacChem, разрабатывая автоматические машины, которые будут использовать термоусадочные пластиковые изделия RacChem. Примерно через год Стэнфорд предложил ему вернуться в качестве сотрудника лаборатории искусственного интеллекта и построить сконструированного им робота. Он завершил первую руку, Золотую руку, и его попросили построить вторую, Синюю руку, чтобы можно было проводить эксперименты по координации рук со зрением. Другие организации хотели получить это подразделение, в том числе SRI и Бостонский университет, поэтому Шейнман построил для них комплекты, которые можно было собрать в коммерческой механической мастерской.

С бедными

из Массачусетского технологического института попросил Шейнмана Примерно в 1972 году Марвин Мински разработать более компактную руку. Мински получил финансирование от DARPA на создание нового робота и мечтал использовать его для операций с дистанционным контролем. Шейнман провел лето в лаборатории искусственного интеллекта MIT, разрабатывая новую руку, которая стала MIT Arm , и завершил проект еще в Стэнфорде. Как и Стэнфордская рука, новая рука имела запястье со всеми пересекающимися осями, что позволяло создать руку закрытой формы, но теперь все оси были вращающимися, в отличие от Стэнфордской руки, у которой было призматическое соединение. Рукава имела каркас из листового металла вместо балок, в котором находилась вся проводка. Он также использовал специально разработанные зубчатые передачи, отчасти для минимизации люфта , и специальные электродвигатели, а не только готовые 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 подразделения и подразделения 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 на базе процессора Digital Equipment Corporation LSI-11 с 6502 микропроцессорами, управляющими сервоприводами каждого сустава, включая концевой 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. ездил Шейнман вместе с Деволом и Джо Энгельбергером в Unimation и к нескольким ее клиентам, наблюдая за применением роботов, включая погрузку и разгрузку машин, обработку материалов и первые попытки точечной сварки . Эти ранние роботы были гидравлическими и программировались путем обучения робота серии отдельных точек, которые робот повторял в каждом цикле. Некоторого контроля над путем можно было достичь путем определения множества промежуточных точек, но истинное следование по пути было невозможно.

Vicarm и его контроллер были достаточно маленькими, чтобы их можно было переносить, и Шейнман принес один из них в Unimation и установил на столе Энгельбергера, продемонстрировав настоящий контроль траектории, которого не могли достичь роботы Unimation. Он также принес руку на первую 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 мощности, привлекая многих исследователей, которые понял его преимущество в программируемости. Затем Энгельбергер предложил ему принести робота на его стенд Unimation на выставке. Затем к Шейнману обратилась компания General Motors (GM), которая хотела иметь более крупную версию его руки для концепции роботизированной сборки, которую они разрабатывали, но была обеспокоена способностью его небольшой компании их поставлять, что побудило Шейнмана найти более крупного партнера. В 1977 году Шейнман продал свою конструкцию компании Unimation , которая при поддержке GM развила ее как программируемую универсальную машину для сборки (PUMA). Несколько лет он занимал должность генерального директора подразделения Unimation на Западном побережье.

Автоматикс

В 1979 году к Шейнману обратился Филипп Виллерс , тогда работавший в Computervision , с предложением присоединиться к новой компании по робототехнике и машинному зрению, которую он создавал в качестве соучредителя и вице-президента. Компания Automatix , начавшая свою деятельность в январе 1980 года, базировалась в Массачусетсе, но ее офисом на западном побережье руководил Шейнман. где он разработал RobotWorld, систему автоматизации, основанную на концепции, согласно которой роботы должны работать в своем собственном рабочем пространстве, где не будет потенциальных конфликтов с людьми. Он состоял из взаимодействующих небольших модулей, подвешенных на двухмерном линейном двигателе, образующем крышу рабочего пространства. Офис на Западном побережье также поддерживал разработку других продуктов Automatix, разрабатывая такие компоненты, как запястья роботов. В начале 1990-х годов компания Automatix решила прекратить продажу роботов, поскольку разработка приложений, необходимая для установки каждого робота, могла превышать стоимость самого робота в три или четыре раза и была нерентабельной. Линейка продуктов RobotWorld была продана компании Yaskawa . который предложил их для автоматизации биологических лабораторий и сборки мелких деталей. Шейнман несколько лет работал в Yaskawa консультантом, и было продано от семи до восьмисот систем на базе RobotWorld.

Личная жизнь

Его племянница — джазовая скрипачка Дженни Шейнман . В августе 2006 года он женился на Сандре Ауэрбак. Его сын-инженер Дэйв Шейнман возглавляет аппаратное обеспечение 3D-печати компании Carbon (компания).

Виктор Шейнман умер 20 сентября 2016 года в Петролии, Калифорния, в возрасте 73 лет. Вплоть до своей смерти Шейнман продолжал консультировать и был приглашенным профессором Стэнфордского университета на факультете машиностроения.

Награды и почести

В 1979 году Шейнман и его викарий были упомянуты на журнала Fortune, посвященной робототехнике. обложке

Шейнман получил робототехнической промышленности в области робототехники Ассоциации премию Джозефа Ф. Энгельбергера в 1986 году. и Премия ASME Леонардо да Винчи 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 г. в эфире американского игрового шоу Jeopardy! , Шейнман был предметом «ответа» на 1600 долларов в категории «Робототехника»: «В 1970-х годах Виктор Шейнман разработал ПУМА, или программируемую универсальную манипуляцию ЭТО» (вопрос: «что ЭТО?» — ответ: «рука». ).

Внешние ссылки

• викарий