الآلات الذاتية التشغيل المتطورة موجودة في العصور القديمة

جيروم نيكول

في العالم الحديث،  الآلة ذاتية التشغيل (الأوتوماتون) تُعرَّف بأنها (آلة قادرة عن طريق الأجهزة الميكانيكية أو الهوائية أو الهيدروليكية أو الكهربائية أو الإلكترونية، على تقليد أعمال الأجسام المتحركة). يمكن أيضًا أن ينطبق هذا التعريف المختصر على آلات العصور القديمة. ندعوك لاستكشاف محاكاتين افتراضيتين للآلات الذاتية التشغيل القديمة، والتي طُورت بعد تحليل المصادر القديمة التي تصف كيفية عملها.

في العصور القديمة، العديد من المهندسين عملوا على دراسة وتصميم الآليات الأوتوماتيكية. اليوم، لا يوجد أي أثر أثري لهذه الآلات وقليل جدا هي النصوص التي تصفها.  دراستنا مبنية على الآلات الذاتية التشغيل المصممة ما بين القرن الثالث قبل الميلاد والقرن الأول الميلادي في هذا الإطار الزمني، نجت ثلاث مقالات تقنية حول هذا الموضوع ويمكن أن توضح لنا عن الآلات الذاتية التشغيل وطريقة تشغيلهم. كتبها كل من فيلو البيزنطي (عام 250 قبل الميلاد) و هيرو السكندري (القرن الأول الميلادي).

تتيح دراسة هاتين المقالتين وضع قائمة بخمسة آلات ذاتية التشغيل يمكن محاكاتها افتراضيا. يحتوي كل جهاز آلي ذاتي التشغيل على نظام ميكانيكي محدد وتوفر الآلات الخمسة كتالوجًا تمثيليًا لمختلف التقنيات القديمة المستخدمة (هوائي، هيدروليكي، نظام وزن، الوزن المعادل، إلخ) وهكذا، قمنا بنمذجة:

• لعبة هرقل ولادون المصغرة (هيرو السكندري)
• الخادمة الأوتوماتيكية لتقديم الماء والنبيذ (فيلو البيزنطي)، ونافورة البومة والطيور المغردة (هيرو السكندري)، الأبواب الأوتوماتيكية لمعبد مصغر (هيرو السكندري)،
• وأخيراً المسرح الآلي بقاعدة متحركة (هيرو السكندري) . سنركز على الخادمة الأوتوماتيكية ولعبة هرقل ولادون المصغرة .

الخادمة الأوتوماتيكية لفيلو البيزنطي

وُصفت آلة توزيع الماء والنبيذ للخادمة الأوتوماتيكية في الفقرة 30 من كتاب الهوائيات لفيلو البيزنطي. ومع ذلك، لا يوجد نص يوناني متاح اليوم لهذه المقالة، فقط النسخ العربية وصلت إلينا. قبل فهم طريقة عمل الآلية، من الجيد معرفة أنها مخبأة داخل جسد الخادمة وبالتالي غير مرئية للعامة. يخبرنا النص أن الآلة مصنوعة بالكامل من النحاس أو الفضة، وأن الخادمة واقفة، وفي يدها اليمنى إبريق (انظر الشكل 2).

يخبرنا أيضًا أن الوعاء يُوزن بواسطة ثقل في قاعدته وأن الخليط الموزع يتكون من ثلثي النبيذ وثلث الماء. في الواقع، خلال العصور القديمة، يُخزن النبيذ بنسبة تركيز عالية وكان لا بد من تخفيفها بالماء لجعلها صالحة للشرب. وهذا ما يفسر وجود خزانين مخفيين داخل الخادمة لأن الخليط لا يُحضَّر مسبقًا ولكن الآلة تخلطه.

عندما يُوضع الإناء على اليد اليسرى للخادمة تنزل الذراع اليسرى. هذه الذراع مرتبطة بعصا بواسطة مِبرَمين. في الميكانيكا، المِبرَم  هو قطعة أسطوانية توضع في قطعة تتلقى حركة دوارنيه. إحدى المبرمات (أ) ثابتة وتعمل كمحور دوران للعصا. الأخرى (ب) تربط الذراع إلى العصا (ج) مع عمود (د). هذه العصا قاعدتها ثقيلة، وبالتالي تعمل كوزن معادل للآلية وتحافظ على الذراع في مكانها. عندما تنزل الذراع، تُسحب من الطرف، فيعمل المثبت غير الثابت كرافعة وتبدأ الآلية في العمل. يخرج أنبوبان (E، F) من الخزان، أحدهما للنبيذ والآخر للمياه. يتشكل عامودان (H، G) من طرف العصا ويتداخلان في هذين الأنبوبين.

عندما يتم تنشيط الآلية، ينزلق العامودان عبر الأنابيب باستخدام جوانات (حشية) جلدية. يسمح ذلك بالتشغيل الهادئ للماكينة، بحيث لا يشك العملاء الذين يستخدمون الخادمة في وجود آلية بالداخل. توجد فتحة في كل عامود. العمود الذي يتلامس مع خرطوم النبيذ (G) هو الأطول. يبلغ طول الشق في الطرف ضعف طول شق العمود الآخر (H). عندما يكون الشق في الأنبوب، فإنه يسمح للهواء بالدخول إليه لفترة من الوقت. عندما يكمل الشق مروره عبر الأنبوب، فإن العمود يمنع دخول الهواء ومروره.

الخزان، حجمه من الرأس إلى الصدر، مقسم إلى جزأين متساويين ليخزنا النبيذ والماء. الرأس عبارة عن غطاء محكم ومن خلاله يمكن ملئ الخزانات. يدخل الهواء إلى الخزان عبر الأنبوبين، ليحل محل الفراغ ويُخرج السائل (النبيذ والماء) الذي يتدفق باتجاه الإبريق من خلال أنبوبين مخفيين في ساعد الخادمة. الفتحتان ذات أبعاد غير متساوية وذلك لالتزام بنسبة ثلثي الخمر وثلث الماء. عندما ينتهي تدفق السوائل، يمكن للضيف أن يأخذ كوبه. يسمح الوزن المعادل الموجود في انحناء العصا للذراع بالعودة إلى موضعها الأولي.

أُجري عرض توضيحي لتشغيل هذه الآلة خلال مؤتمر نوكتورت دو بلان دو روم وبُث مباشرة على اليوتيوب في 4 أبريل 2020.

لعبة هرقل ولادون المصغرة

وُصفت هذه الآلة ذاتية التشغيل في الفقرة 41 من الكتاب رقم 1 من الهوائيات لهيرو السكندري. هذه لعبة مصغرة، حيث مُثلت وحدة التحكم بواسطة تفاحة موضوعة على قاعدة تؤدي إلى تشغيل آلية مخفية. توضح الآلة الصراع الأسطوري بين نصف الآلهة هرقل والتنين لادون. هذه الأسطورة جزء من العمل الحادي عشر من أعمال هرقل الاثني عشر لإعادة التفاح الذهبي من حديقة هيسبيريديس (انظر الشكل 3). بُني النظام الميكانيكي بالكامل للآلة على قاعدة مقاومة للماء. هذه القاعدة مفصولة في المنتصف بحاجز.

إنه جدار مانع لتسرب المياه يسمح بتقسيم الهيكل إلى خزانين متطابقين. يحتوي الجزء العلوي من القاعدة على سدادة تعبئة، بينما يحتوي الجزء السفلي من الخزان على صمام تصريف. في وسط الحاجز فُتحت فتحة وُضع بداخلها مخروط مجوف مبتور. الفتحة الصغيرة للمخروط تواجه قاع الخزان. هناك مساحة كافية لتدفق المياه. في هذا المخروط يتم إدخال مخروط آخر ممتلئ، يغلق هذا المخروط الثاني الخزان الأول للسماح للماء بالبقاء هناك.

يشبه نظام التعشيش المخروطي نظام مغاسلنا الحالية، حيث تسمح لنا السدادة بإبقاء الماء في مكانه. في محاذاة الأقماع، وُضعت تفاحة ذهبية على قاعدة الآلة من الخارج. عليك أن تحفر حفرة صغيرة أدناه لتتمكن من توصيل التفاحة بالأقماع، سوف تعمل التفاحة كمحفز للآلية. تربط سلسلة نحاسية صغيرة التفاحة بالطرف العلوي للمخروط. عندما يتم رفع التفاحة، يتحرك المخروط ويسمح بتدفق الماء إلى الخزان الثاني. تحت تمثال هرقل وعلى الحاجز، يتم تثبيت بكرة صغيرة تسمح بضبط الحبل. يربط هذا الخيط الزناد الخاص بقوس البطل بالمخروط. يشد الخيط عند ربطه بزناد القوس، يخرج هذا الحبل المخفي داخل التمثال من يد هرقل.

لمنع الحبل من الدخول للداخل، يتم تشكيل حلقة. هذه الحلقة هي التي تسمح للمستخدم بشد القوس والخيط. ومع ذلك، عندما يتم رفع التفاحة، ترتفع السدادة (المخروط العلوي) ويسحب الحبل. يؤدي هذا الإجراء إلى إطلاق زناد القوس الذي يطلق سهمه. مع وجود الصوت الذي يضيف بُعد آخر للآلة. هناك عامود مجوف مخفي داخل الشجرة ويصل إلى الخزان الثاني، حيث وُضعت صافرة صغيرة في الجزء العلوي منه. عندما يتحرك الماء، فإنه يسمح للهواء في الخزان بالخروج، ويساعد الهواء المتدفق عبره على محاكاة صوت ألم التنين.

المصدر

https://theconversation.com/dans-lantiquite-il-existait-deja-des-automates-sophistiques-154872