Pierwsze androidy - Automaty, czyli roboty pierwszej generacji z XVIII wieku

W osiemnastym wieku dwory europejskich arystokratów i monarchów ogarnęła moda na automaty. Były to zaawansowane mechaniczne androidy - spełniające kryteria pozwalające je nazwać robotami pierwszej generacji. Oto historia najciekawszych z nich.

W słynnej Wielkiej Encyklopedii Francuskiej tworzonej od 1751 roku pod kierunkiem Denisa Diderota i Jeana D’Alemberta słowo „android” znajdziemy już w pierwszym wydaniu. W połowie XVIII wieku autorzy Encyklopedii nie mieli najmniejszego problemu z wyjaśnieniem czytelnikom, że android to automat stworzony na podobieństwo człowieka, zdolny do wykonywania określonych czynności. Od razu odsyłają nas do konkretnego przykładu - czyli do Fletnika skonstruowanego przez Jacquesa de Vaucansona. Przykładów mogliby zresztą wskazać znacznie więcej.

Bo tak się składa, że wiek XVIII był pierwszą wielką epoką popularności androidów - wówczas najczęściej zwanych automatonami. Budowano je na kilka pokoleń przed odkryciem elektroniki - konstruując nieprawdopodobnie wymyślne mechanizmy przypominające nieco te, które możemy zobaczyć w najbardziej skomplikowanych zegarkach - jednak o wielokrotnie większym stopniu złożoności. Automatony zamawiali przedstawiciele elit - trafiały do pałaców arystokratów i najbogatszych kupców, uświetniały rezydencje pierwszych przemysłowców, wreszcie bywały rozrywką monarchów. Co ciekawe, w zasadzie nie szukano dla nich zastosowań praktycznych, nawet nie myślano o zastępowaniu robotami służby, czy też robotników. Wykonanie kunsztownego automatona mogło kosztować nawet lata pracy wybitnego rzemieślnika-inżyniera, za coś takiego płaciło się sakwami złota. Nikt nawet nie wpadłby na pomysł, żeby tak kunsztowne dzieło zaawansowanej techniki miało służyć wyręczaniu znacznie tańszych lokajów czy parobków. Dopiero w XIX wieku zaczęły się natomiast pojawiać studyjne projekty w rodzaju mechanicznego strażaka czy żołnierza - w obu wypadkach chodziło jednak nie o zastępowanie ludzi, lecz o ich uzupełnienie w obszarach dla ludzi niedostępnych - a zatem o stworzenie robotów zdolnych do wejścia w ogień, czy odpornych na salwę piechoty liniowej. I tak jednak tego typu pomysły nie doczekały się realizacji - w przeciwieństwie do setek kunsztownych mechanizmów przeznaczonych do bawienia znudzonych elit.

Pierwsze automatony powstawały najpewniej już w starożytności. Archytas z Tarentu w IV wieku przed naszą erą miał na przykład stworzyć mechanicznego ptaka napędzanego sprężonym powietrzem, zdolnego do przefrunięcia dystansu ponad 150 metrów. W III wieku p.n.e. miała z kolei powstać na zamówienie cesarza Chin mechaniczna orkiestra. Słynny mechanizm z greckiej Antykithiry odnaleziony we wraku starożytnego statku handlowego, datowany na II wiek p.n.e, stopniem złożoności dorównuje konstrukcjom z XVIII wieku - jest to rodzaj kalendarza niebiańskiego, wyznaczającego pozycje Księżyca i innych ciał niebieskich umożliwiając też wzajemną sychronizację ich położenia w danym momencie cyklu. Konstrukcja tego urządzenia jest tak zaawansowana, że pojawiały się teorie przypisujące ją nawet… kosmitom, w rzeczywistości jednak zbudowali je greccy astronomowie, być może z kręgu Hipparcha, być może zaś będący uczniami Archimedesa.

Moda na androidy zaczęła się jednak jakieś 2000 lat później. Choć XVIII wieczne automatony dzieli od współczesnych robotów nawet i 300 lat, to jednak spora część z nich spokojnie mieści się w definicji robotów pierwszej generacji - czyli tych, które potrafią wykonywać z góry zaprogramowane czynności, bez odbierania bodźców z zewnątrz. Ba, spora część funkcjonujących dziś robotów przemysłowych również przynależących do tej pierwszej generacji, to w porównaniu z XVIII wiecznymi automatonami urządzenia wręcz toporne.

Uwieczniony w Encyklopedii Jacques de Vaucanson wsławił się budową nie tylko Fletnika czyli figury fauna potrafiącej wygrywać określone melodie, ale i Dobosza - który oczywiście wybijał na swym bębnie wojskowe rytmy. Oba te androidy Vaucanson zaprezentował przez Królewską Akademią Nauk.

Prawdziwym arcydziełem de Vaucansona była ni mniej, ni więcej tylko Kaczka. Była to naturalnej wielkości figurka kaczki. Składała się z kilkunastu tysięcy części (miała ich po 4 tysiące w każdym ze skrzydeł) i potrafiła wykonać łącznie kilkaset różnych ruchów - chodzić i machać skrzydłami i tak dalej. Jej popisowym numerem było jednak „jedzenie”. Była w stanie połknąć niewielki przedmiot, a następnie „strawić go” i „wydalić”. Towarzyszyły temu odpowiednie sekwencje ruchów - wszystko razem sprawiało jak najbardziej naturalne wrażenie.

Vaucanson zajmował się też nieco bardziej praktycznymi projektami - stworzył między innymi pierwsze w pełni automatyczne krosno i pierwszą w pełni metalową tokarkę, w dodatku z automatycznym, a jakże, podajnikiem narzędzi - oba wynalazki przyczyniły się ogromnie do rozwoju ówczesnego przemysłu.

Najbardziej zadziwiające automaty Vaucansona, czyli Fletnik, Dobosz i oczywiście Kaczka nie doczekały naszych czasów. Jeśli chodzi o automatycznego fletnika to przetrwał do naszych czasów tylko taki późniejszy o ponad 100 lat od tego stworzonego przez Vaucansona - znajduje się w zbiorach Murtogh D. Guinness Collection of Automatic Musical Instruments & Automata. To naturalnej wielkości figurka czarnoskórego chłopca odzianego w coś rodzaju purpurowej liberii - rzecz jasna ów fletnik wygrywa nam na flecie rozmaite melodie.

O wiele większe wrażenie robi jednak automaton wykonany na zamówienie Ludwika XVI przez Davida Roentgena. W 1784 roku Ludwik sprezentował go swej małżonce Marii Antoninie - była to naturalnej wielkości figura królowej wygrywająca trzymanymi w dłoniach młoteczkami na dulcimerze 8 różnych melodii. Automat działa do dzisiaj - zanim zacznie swój koncert, odwraca się w stronę publiczności, później co jakiś czas na nią „zerka”, ruchome są między innymi jego gałki oczne. Królowa podarowała swej mechanicznej kopii nawet jedną z sukien - ponoć też w peruce nadającej automatowi naturalny wygląd znajdują się jej włosy. Dzieło Roentgena bawiło gości na francuskim dworze przez kilka następnych lat - aż do momentu, w którym głowy prawdziwej królewskiej pary potoczyły się do kosza przed ustawioną przez rewolucjonistów gilotyną.

Najsłynniejszymi automatami epoki były jednak androidy zaprojektowane przez Pierre’a Jaqueta Droza, szwajcarskiego zegarmistrza

Droz otworzył swój zakład zegarmistrzowski w 1738 roku. Szybko stał się jednym z najlepszych twórców zegarów epoki. Projektował zegary skrzynkowe i szafowe, które uzupełniał tak zwanymi komplikacjami - czyli coraz bardziej złożonymi mechanizmami odpowiadającymi za uruchamianie o określonych godzinach na przykład ruchomych figurek czy pozytywek. Z czasem jego pasją zaczęlo się stawać nie tyle budowanie kolejnych wersji zegarów, co raczej możliwości, jakie otwierały się przed zręcznym konstruktorem „komplikacji”.

Budował więc ptaki machające skrzydłami i wyśpiewujące bardzo naturalnie brzmiące trele zamykane w złotych, zdobionych klejnotami klatkach, ruchome figurki tancerzy i inne tym podobne zabawki. Cały czas jednak doskonalił swój kunszt. Głównym źródłem dochodu były dla niego wprawdzie cenione w Europie zegary, jednak stopniowo pojawiało się coraz więcej zamówień na same automatony. W związku z tym Droz zaczął gościć na królewskich dworach i w pałacach najbardziej wpływowych arystokratów Europy

W latach 1770-1774 Droz tworzy trzy najbardziej zaawansowane automatony. To „Pisarz”, „Rysownik” i „Pianista”. Wszystkie trzy przetrwały do naszych czasów - największe wrażenie z nich robi zaś ten pierwszy. „Pisarz” znajduje się w zbiorach szwajcarskiego Muzeum Sztuki i Historii. Co jakiś czas jest uruchamiany, w sieci można obejrzeć bez najmniejszego problemu nagrania z jego działania. „Pisarz” - zamknięty w figurce kilkuletniego chłopca ubranego zgodnie z modą epoki - potrafi ni mniej, ni więcej, tylko pisać ręcznie z pomocą gęsiego pióra. Tak - szwajcarskiemu zegarmistrzowi żyjącemu w czasach I rozbioru Polski udało się zakodować w mechanizmie sekwencje tych precyzyjnych ruchów, które doskonalimy w szkołach po kilka lat.

„Pisarz” macza pióro w kałamarzu, czeka aż skapnie nadmiar atramentu, następnie kreśli na papierze eleganckie, pewne znaki. Gdy dojdzie do końca wersu, ponownie nabiera atramentu i zaczyna pisać dalej we właściwym miejscu. Co lepsze - automaton sprzed 250 lat jest programowalny! Można mu zadać do napisania dowolne zdanie - ograniczeniem jest jedynie to, że trzeba się zmieścić w 40 znakach. Niemniej Droz zdołał tak skonstruować mechanizm, że jest on w stanie odtwarzać akt pisania dowolnych liter łacińskiego alfabetu w dowolnej kolejności.

Droz osiągnął to budując mechanizm o zupełnie nieprawdopodobnym stopniu komplikacji. Wygląda on na naprawdę imponujące osiągnięcie inżynieryjne nawet z perspektywy roku 2020. Bardzo łatwo do niego zajrzeć - wystarczy odchylić poły fraka na plecach „chłopca”. Najpierw zobaczymy „interfejs użytkownika” czyli tarczę z czterdziestoma demontowalnymi segmentami odpowiadającymi za poszczególne znaki kreślone przez Pisarza. Można je wyjmować i układać w dowolne kombinacje - Pisarz napisze dokładnie to, co mu zadano. Za tarczą ujrzymy serce mechanizmu - czyli coś w rodzaju walca z dziesiątkami żłobień, rowków, szyn i zębatek. To „core” całego systemu - walec odpowiada za ruchy ręki, którą Pisarz pisze - i jest skonstruowany tak, że potrafi oddać wszelkie niuanse skurczów i rozkurczów mięśni niezbędne do postawienia znaku pisma ręcznego na kartce papieru.

Mechanizm ma też moduły odpowiadające za mimikę oczu - Pisarz między innymi wodzi oczami za poruszającym się po papierze piórem, mniej więcej tak, jak robiłby to żywy człowiek. Cały mechanizm składa się z około 6 tysięcy części. Napędza go sprężyna - Pisarza nakręca się niepozornym kluczykiem.

„Rysownik” Droza wygląda podobnie do „Pisarza” i ma zbliżoną konstrukcję. Zamiast pisać - rysuje - jeden z zakodowanych w jego mechanizmie obrazków. To proste konturowe rysunki psa, konia, karety itp - efekt robi więc nieco mniejsze wrażenie niż pismo ręczne w wykonaniu „Pisarza”. „Pianistka” wreszcie to trzeci z tych najbardziej zaawansowanych automatonów Droza - ma najbardziej skomplikowaną mimikę twarzy, poza tym w trakcie odgrywania zaprogramowanej melodii pochyla się nad instrumentem w charakterystyczny dla żywych muzyków sposób. Jeśli chodzi o realizm odwzorowania ruchów - to jest Drozowski numer jeden.

Te trzy automaty zapewniły Drozowi zamówienia od monarchów i arystokratów do końca życia. Utalentowany rzemieślnik otworzył w Genewie sporą manufakturę. Swoje produkty wysyłał nawet na chiński dwór cesarski - łącznie dostarczył do Chin około 600 przesyłek, niektóre jego zegary i automaty do dziś znajdują się w muzealnych zbiorach w Zakazanym Mieście.

Do słynnych automatów nalezą też tak zwane „śpiewające pistolety” z początku XIX wieku. Do współczesnych czasów dochowało się ich tylko kilka, jedyna zachowana para takowych wyceniana jest na około 5 milionów dolarów. Pistolety przypominają miniaturową broń pojedynkową dla arystokratów - wykonane są bardzo kunsztownie, inkrustowane masą perłową i klejnotami. Po naciśnięciu spustu nie pada żaden strzał. Zamiast tego z lufy wyskakuje miniaturowy ptaszek wykonujący bardzo realistyczne, podobne do kolibra ruchy i wyśpiewujący swą ptasią piosenkę. Wykonanie takiej - służącej do salonowej rozrywki - zajmowało setki godzin pracy rzemieślników i kosztowało małą fortunę (w Polsce odpowiadającą wartości nawet kilku wsi), niemniej wywarcie wrażenia na gościach było niemal gwarantowane.

Automaty były tak modne, a towarzyszący im wyścig technologiczny tak wymagający, ze pojawili się również oszuści - zarabiający (i to świetnie) na automatach wcale nie będących automatami. Najsłynniejszym z nich był niejaki Wolfgang von Kempelen. „Stworzył” on Mechanicznego Turka - mającego być automatem biegłym w grze w szachy. Następnie przeprowadził serię pokazów - na których jego automat pokonywał na szachownicy kolejnych chętnych, co budziło powszechne i zrozumiałe zdumienie. Fama poszła po całej Europie - Turka chciano zobaczyć dosłownie wszędzie. Kempelen zarobił na tym rewelacyjnie - musiał się jednak podzielić zyskiem z kilkoma podwykonawcami. Byli to szachowi mistrzowie, którzy podczas pokazów ukrywali się wewnątrz będącej według Kempelena sercem całego mechanizmu skrzyni, na której ustawiona była szachownica. Stamtąd sterowali ruchami Turka niczym marionetką - pociągając zresztą za sznurki odpowiadające za przesuwanie poszczególnych figur.

Mistyfikacja funkcjonowała z powodzeniem przez całe dekady. Prasa ujawniła tajemnicę Turka prawie 60 lat po premierze „automatu” - w latach 30. XIX wieku. Nie zmienia to jednak faktu, że historia o automacie rzekomo zdolnym do wygrywania z ludźmi w szachy na 200 lat przed powstaniem komputerów krąży po świecie do dziś.