theme wordpress
پیشنهاد سردبیرعلمیفناوری
موضوعات داغ

پدر ربات های جهان

بدیع الزمان جزر

نخستین ربات انسان نما و قابل برنامه‌ریزی در جهان

یک قایق آبی، که در آن چهار نوازندهٔ مصنوعی، برای مراسم های سلطنتی، موسیقی می‌نواختند و حاضران را سرگرم می‌کردند.تمام سازها به صورت هیدرولیک و با کمک آب برنامه ریزی می‌شدند.

ویدیو عملکرد(کلیک کنید)

این اسباب، تنها یکی از ده ها اختراع بدیع الزمان جزری(۵)(۱۱۳۶-۱۲۰۶ AD) است. جزری در کتاب الحیل(۱) سازوکار ۵۰ دستگاه ساخته خودش را تشریح می‌کند.

آثار جزری در علم مکانیک هم از لحاظ بصری و هم از لحاظ عملی مورد توجه محققان بوده است، به طوری که به او لقب رئیس مهندسان را داده بودند.

 او در کار خود خلاق بود و دقیق ترین و پیچیده ترین ابزارها را با مهارت کافی توضیح می داد. این دانشمند مسلمان بر اهمیت تجربه و مشاهده تاکید می‌کرد و علمی را که بر پایه تجربه نبود را نمی‌پذیرفت. ابداعات جزری حلقه ای از زنجیره نوآوری ها و ابداعات مهندسان مسلمان و تمدن های پیش از اسلام مانند تمدن های هند، ایران و بین‌النهرین بود.

پدر علم رباتیک

جزری علاوه بر بهبود و افزودن بر دانش‌ و فنون مهندسان مسلمان پیش از خود، تعدادی از ابزارها و دستگاه های مکانیکی و هیدرولیکی مثل موتورهای بخار و موتور بایسیکل‌های درون سوز را طراحی کرده بود، به‌طوری که حتی امروزه هم تأثیر نوآوری‌های او در علم مکانیک قابل مشاهده است؛ از این رو، او را پدر علم رباتیک جهان می نامند.(۲)

پرتره ایشان(اشاره به ابداع میل لنگ)

تصویر جدا از نوازنده ها:

حال، چند اختراع خیره کننده این مهندس بزرگ را بررسی می کنیم؛

ساعت فیلی

در حدود ۸۰۰ سال پیش، جزری این ساعت پیچیده و پرنقش و نگار را در ستایش تنوع انسان ها و سرشت جهانی اسلام ساخت.

در آن زمان، جهان اسلام از اسپانیا تا آسیای صغیر گسترش یافته بود. بنابراین، جزری برای انعکاس این حوزه وسیع، از اصول یونانی (ارشمیدسی) مربوط به آب استفاده کرد و آن را با زمان سنج آبی هندی (گاتی) در هم آمیخت.

فیل هندی، ققنوس مصری، مردان عرب و آفریقایی، فرش ایرانی و اژدهای چینی از عناصری بودند که جزری با آنها ساعت خود را ساخت.

کسی که در بالای قلعه است، به نظر می‌رسد که صلاح الدین ایوبی باشد که به عنوان بزرگداشتی برای رهبران برجسته در نظر گرفته شده است.

آدم ها همچنین نماد کشورها و نوع تجارت هستند و هر حیوان با یک اسطوره یا افسانه همراه است؛ فیل نماد پادشاهی، ققنوس نماد زندگی دوباره و اژدها نماد قدرت و شکست ناپذیری.

ساعت فیلی قبل از اختراع ساعت پاندولی توسط کریستین هویگنس در قرن هفدهم میلادی، دقیق‌ترین ساعت دنیا بود. درخشش آن در گرفتن ایده کاسه آب حفره دار (ارشمیدسی،گاتی هندی) و نوسان لبه های آن به جای فرو رفتن عمودی در آب بود. این نوسان، اساس کار کل ساعت به حساب می‌آمد.

طرز کار

ظرفی با یک سوراخ در یک مخزن آب، درون شکم فیل شناور بوده و به تدریج پر از آب می شود. سپس به آرامی در آب فرو رفته و به طور هم زمان، کج شده و سه طنابی را که به آن نصب شده، می کشد(پشت فیل در سایبان). سپس، سه طناب مکانیزم‌های کنترل کننده ۳۰ توپ را، که یکی یکی آزاد می شوند، به راه می‌اندازند. این کار را اژدها و کاتب چرخان انجام می دهند.
هنرمندی جزری در اندازه گیری سوراخ ظرف در حال نوسان بود؛ دقیقا یک ربع ساعت طول می کشید تا ظرف پر شود، در آب فرو رود و همه چیز دوباره آغاز گردد.
وقتی که ظرف در آب فرو می رفت، صدای فلوت، صدایی مثل آواز پرنده، ایجاد می کند(توسط پرنده روی سایبان) و ققنوس می چرخد. توپ رها شده باعث می شد که عقربه پشت صلاح الدین بچرخد. سپس توپ به داخل دهان اژدها می افتد و اژدها خم می شود و توپ را در گلدانی می اندازد که در پشت مرد فیل‌بان قرار دارد. برای این کار، او دستهایش را حرکت می دهد و وقتی توپ در گلدان می افتد، یک سنج به صدا درمی آید.

همچنین با چرخیدن اژدها،کاسه از مخزن آب خارج شده، تا روند تکرار شود.

حلقه های روی صفحه پشت صلاح الدین، ساعت را به ما نشان می دهند.

ساعت دو بار در روز می بایست تنظیم شود؛ هنگام طلوع و غروب آفتاب.

این بدان معناست که سی توپ فلزی می بایست به موقعیت اولیه خود برگردند و سطح آب را حفظ کنند؛ زیرا سرعت جریان آب روزانه تغییر می کرد و به این ترتیب، مدت یک «ساعت» از نظر طول زمان روز به روز و در موقع تاریکی با روشنی هوا متفاوت خواهد بود.

ساعت های فیلیِ ساخته شده در دبی و ترکیه؛ صفحه نمایش ساعت، در بالاترین نقطه سازه،واضح است.

ویدیوی عملکرد(کلیک کنید)

فلوت دائمی(۹)

با وارد شدن آب به هر یک از مخازن، تنها یک راه خروج برای هوای منبع باقی خواهد ماند، و صدایی شبیه سوت یا فلوت ایجاد خواهد شد. با پر شدن یک مخزن، لوله ی الاکلنگی به سمت منبع دیگر متمایل شده و این روند تکرار می شود…

البته می‌توان کاربرد های زمان زدن و تقسیم آب به طور مساوی بین دو مخزن را نیز برای آن تعریف کرد.
طرز کار آن را با تصور مرحله به مرحله، می توانید تحلیل کنید.

پمپ زنجیره ای ساقیه(۶)

دستگاهی برای بالا آوردن آب(بررسی ساقیه در ویدیوی ذیل)

ترسیم دو بعدی مکانیزم ها(با توجه به آنکه هنوز نقاشی پرسپکتیو رواج نداشته است) با این دقت و طرح رنگ، واقعا قابل تحسین هستند.

ساعت شمعی

پیچیده ترین ساعت شمعی ساخته شده، که تابه‌حال نظیری برای آن یافت نشده است.

طرز کار

ابتدا شمعی با آهنگِ ذوبِ و وزن مشخص انتخاب می شود.

سپس شمع از انتها به گونه‌ای به یک قرقره ثابت متصل می شود، که با ذوب پارافین، وزن آن کاهش یافته و با پایین رفتن وزنه، شمع با سرعت ثابت بالا می‌رود و بدین ترتیب با توجه به درجه بندی موجود بر دیواره دستگاه، ساعت مشخص می‌شود. پارافین نیز در محفظه زیر آن جمع شده و به طور دوره ای قابل تخلیه است.

قلعه ساعت

بزرگترین سازه نجومی جزری، با ارتفاع ۳.۴ متر، نوعی برج ساعتی فوق العاده عجیب و پیشرفته که همگان را متحیر ساخته است.

عملکرد آن مبنی بر گذر زمان است. از سه نظام وابسته برای نمایش فاز های قمری، دایره البروج و زمان رایج در طی روز بهره مند است.

مکانیزم تغییر زمان بر اساس یک ارابه متحرک در داخل طرح معین می‌شود، به گونه ای که در راس هر ساعت یک آدمک از اتاق مربوط به آن زمان، خارج می‌شود. این دستگاه همچنین قابلیت تغییر مکانیزم زمانی، به دلیل تغییرات طول شبانه روز در طی سال را دارد.(۸)

نکته جالب دیگر این است که در قسمت پایین آن، نوازنده هایی وجود دارند که به وسیله یک میل بادامک متصل به یک چرخ آبی، موسیقی تولید می‌کنند. به علاوه، فرایندی برای حرکت شاهین‌ها تعبیه شده است.

این دستگاه، نخستین رایانه آنالوگ برنامه پذیر(Programmable Analog Computer) است.

مکانیزم عملکرد این دستگاه، در ویدیوی موجود در لینک زیر به خوبی توضیح داده شده است.

مشاهده ویدیوی (کلیک کنید)

ویدیو دیگر(کلیک کنید)(۲:۳۰ to 5′:00 )

پمپ آب شش سیلندر

اختراعی فوق العاده؛ یک پمپ آب برای بالا آوردن آب از سطح یک رودخانه، که از جریان آب، برای به حرکت درآوردن یک میل بادامک استفاده می کند، سپس به وسیله اهرم ها، نیرو با نظم معین به سیلندر هایی با پیستون سربی منتقل می شود. سیلندر ها آب را از سطح رود خانه بالا کشیده و از طریق هشتی پشت آن ها، آب به ارتفاع مورد نظر منتقل میشود.

نحوه  عملکرد آن،در ویدیوی زیر مدل سازی شده است.

 

↓ویدیوی عملکرد یک پمپ مشابه(کلیک کنید)

دیگر طرح ها:

پی نوشت:

۱-الجامع بین العلم و العمل النافع فی صناعه الحیل(۴ جمادی‌الثانی ۶۰۲- به دستور ناصرالدین محمود و به روایتی دیگر قرا ارسلان-نسخه کتابخانه آکسفورد) (این کتاب در فارسی با عنوان «مبانی نظری و عملی مهندسی مکانیک در تمدن اسلامی» ترجمه شده‌است)؛ در نزد مسلمانان،علم مکانیک به علم الحیل، به معنی شگرد ها، رواج داشته است.

[در این کتاب، دستگاه های مکانیکی خودکار تشریح شده است.

کتاب به‌ شش بخش تقسیم می‌شود. بخش های اول تا چهارم، هر یک‌ شامل شرح ده دستگاه و بخش های پنجم و ششم هر یک‌ شامل شرح پنج دستگاه است.

در کتاب جزری شمار چشمگیری واژه و اصطلاح فارسی یافت می‌شود که نشانگر تأثیر بزرگ ایرانیان در فناوری جهان اسلام در سده های میانه است.

بخش اول؛ شامل شرح شش نوع‌ ساعت آبی و چهار ساعت‌ شمعی.

بخش‌ دوم‌؛ شرح ده‌ دستگاه خودکار توزیعِ نوشیدنی.

بخش‌ سوم؛ شرح‌ چهار آفتابه‌ و ظرفِ خودکار برای ریختن آب‌ ، شستشوی دست‌ یا وضو گرفتن و شش‌ تشت اندازه‌گیری خون‌ هنگامِ رگ‌زنی.

بخش‌ چهارم‌؛ شرح‌ شش‌ فواره‌ که‌ در فاصله‌های زمانی مشخص‌ به‌ طور خودکار تغییر شکل می‌دهند و تشریح چهار وسیله نی‌زن خودکار.

بخش پنجم‌؛ روش‌ ساخت پنج‌ دستگاهِ آب‌کشی.

بخش‌ ششم؛ جزری دری را وصف نموده که‌ از برنج ریخته‌گری کرده و برای سرای ملک صالح در شهر آمِد ساخته بود. شرح وسیله‌ای هندسی برای یافتن‌ مرکز دایره گذرنده بر هر سه‌ نقطه دلخواه واقع‌ بر یک‌ صفحه یا سطح یک‌ کره، روش‌ اندازه گیری زاویه‌ های تند و باز، قفلی رمزی که‌ با دوازده رمز از حروف الفبای عربی درِ یک‌ صندوق را باز می‌کند، قفل‌ کلونی و یک‌ ساعت آبی برای‌ نشان دادن‌ گذشت یک‌ ساعت.]

۲- لازم به ذکر است که جرثقیل ها نیز اختراع دانشمندان مسلمان هستند.

۳- با باز کردن تصاویر در برگه جدید، از کیفیت بالای آنها لذت ببرید.

۴- تصویر شاخص این مطلب،مربوط به طرحی از “آفرینش آدم” توسط میکل آنژ می باشد.

۵-بدیع‌الزمان ابوالعز بن اسماعیل بن رزاز جَزَری (درگذشتهٔ ۶۰۲ قمری – ۱۱۳۶-۱۲۰۶ CE-جزیره،بین النهرین شمالی)؛ از او به عنوان مبدع میل لنگ نیز یاد می شود.

۶-ساقیه یا ساکیا، در غرب معروف به چرخ پارسی، وسیله ای که در گذشته برای بالا آوردن آب، رایج بوده است. (در شکل،قسمت های سمت چپ و متمایل به بالا مربوط به ساقیه است)

۷-Manuscript of Kitabal Al-Hial in Aga Khan Museum, Toronto

۸-در قدیم مسلمانان زمان بین طلوع و غروب را به ۱۲ ساعت تقسیم می کردند؛ به همین دلیل طول هر ساعت در طی سال تغییر می کرد.

۹-جزری برای کار خود سه منبع معرفی کرده است؛ آپولونیوس، یک نجار هندی، یک نقاشی از منبعی نامشخص و طرحی از یک مخترع برجسته. کیفیت و تنوع کتاب خانه او واقعا فوق العاده بوده است!

“I came across a well-known paper by Apollonius, the Indian carpenter: he made a wheel which turns slowly and opens water outlets…”

“I also examined another old instrument, about which I found no written report, but a drawing. In this, the flute is like a nay having eight holes”.

“I [also] examined a paper written in Baghdad in year 517 A.H. by the eminent inventor Hibat Allah al-Husayn al-Asturlibl, in which he makes a real innovation….”

نکته دیگر آن که هر سه تصویر مربوط به یک طرح می باشند، ولی از نسخه های مختلفی استخراج شده اند.

منابع:

The Book of Knowledge of Ingenious Mechanical Devices

Muslim Heritage

Museum of Science and Technology in Islam

Towards Data Science

Tech Eye

Denver Post

WikiPedia

Integralxdx

Rahyafteha

Wisgoon

Iranian Path

Ancient Discoveries, Episode 11: Ancient Robots, History

علما و عرفا

موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان

کتاب ۱۰۰۱ اختراع میراث مسلمانان در جهان ما نوشته پروفسور سلیم الحسنی

کومارسوامی، رساله جزری درباره آلات خودکار، بوستون ۱۹۲۴[A. K. Coomaraswamy, The Treatise of al-Jazari on Automata]

دایره المعارف علمی اسلامی

تحلیل سازه ها توسط علی باقری(به همراه ساده سازی)

مطلبی از علیرضا گنجعلی در بلاگ اسکای

وبلاگ EsmailJazari در پرشین بلاگ

برچسب ها
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن
بستن