Леонардо Торрес Кеведо: Испан инженері мен өнертапқышы

Кіріспе

Испан азаматтық инженеры (1852–1936)

Леонардо Торрес Квеведо (leoˈnaɾðo ˈtores keˈβeðo; 28 желтоқсан 1852 – 18 желтоқсан 1936) – испан азаматтық инженеры, математик және 19 ғасырдың соңы мен 20 ғасырдың басындағы өнертапқыш. 1920 жылдан бері Корольдік испан академиясының мүшесі, сондай-ақ Франция Ғылым академиясының корреспондент мүшесі және басқа да мекемелердің мүшесі болды. Торрес – механика, авиация және автоматика сияқты инженерлік салалардың көптеген салаларында өнімді және жан-жақты инноватор болды. Оның ең үлкен жетістіктерінің бірі – 1912 жылғы «El Ajedrecista» («Шахматшы»), шахматтың қарапайым түрін ойнай алатын электромагниттік құрылғы. Бұл құрылғы машиналардың белгілі бір ережелерге (эвристика) сәйкес жұмыс істеуі үшін бағдарламалану мүмкіндігін көрсетті және жасанды интеллектті дамыту бойынша зерттеулердің басталуын белгіледі. Оның алғашқы маңызды жобасы – 1887 жылы адамдарды қауіпсіз тасымалдауға арналған жаңа кабельдік жол жүйесіне алған патенты. Бұл сала 1916 жылы Ниагара сарқылындағы Whirlpool Aero Car аяқталып, бір километрлік саяхат бойы 35 тұрған жолаушыны тасымалдады. Ортасында ол 1895 жылы «Sur les machines algébriques» және 1901 жылы «Machines à calculer» атты техникалық еңбектерін жариялады, бұл оған Францияда белгілі бір бедел әкелді және алгебралық теңдеулерді шешуге арналған бірнеше аналогтық машиналар құрылысын жүзеге асырды. 1902 жылдан 1911 жылға дейін Торрес авиация саласына маңызды үлес қосты, ең бастысы – дирижабльді ашық ауада бекітуге мүмкіндік беретін, жоғары сапалы айналмалы платформасы бар теңіз тірегі және Бірінші дүниежүзілік соғыста одақтас державалар кеңінен қолданған үш бөліктен тұратын Astra Torres дирижаблі. Ол 1901 жылы Telekine арқылы радиобақылауды дамытуда маңызды рөл атқарды, ол қазіргі заманғы сымсыз қашықтан басқару принциптерін жасады. Торрес жасаған алғашқы жетістіктердің ішінде оның 1914 жылғы «Автоматика туралы эсселер» еңбегіндегі арнайы мақсаттағы электромеханикалық калькулятордың жобалары бар. Британдық тарихшы Брайан Рэнделл оны «қазірге дейін оқып көруге тұрарлық, қызықты жұмыс» деп сипаттады, онда ол әртүрлі мәнді сандардың және шешім қабылдай алатын автоматтардың алғашқы формаларын ұсынды. 1920 жылы ол жазу машинасымен басқарылатын есептеу машинасының прототипін жасап, электромеханикалық талдау машинасының мүмкіндігін көрсетті. Ол 1930 жылы зейнетке шыққанға дейін, әсіресе теңіз инженериясында, мысалы, Camp Vessel (дирижабль таситын кеме) және Binave (көп корпусты болат кеме) сияқты жаңа дизайнды әзірлеумен айналысты. Өнертапқыштық жұмысынан басқа, Торрес әдебиет саласында да көзге түсті, сондай-ақ белгілі лектор және эсперанто тілін қолдаушы болды.

Leonardo Torres Quevedo (leoˈnaɾðo ˈtores keˈβeðo; 28 December 1852 – 18 December 1936) was a Spanish civil engineer, mathematician, and inventor
of the late 19th century and early 20th century. A member of the Royal Spanish Academy since 1920, he was also a corresponding member of the French Academy of Sciences, among other institutions. Torres was a prolific and versatile innovator in various fields of engineering, including mechanics, aeronautics and automatics. One of his greatest achievements was El Ajedrecista (The Chess Player) of 1912, an electromagnetic device capable of playing a limited form of chess that demonstrated the capability of machines to be programmed to follow specified rules (heuristics) and marked the beginnings of research into the development of artificial intelligence. His first major project was the patent for a new cable car system in 1887 to transport people safely, an area that culminated in 1916 with the Whirlpool Aero Car located in Niagara Falls, that carries 35 standing passengers over a one kilometre trip. In between, he published Sur les machines algébriques (1895) and Machines à calculer (1901), technical works that gave him a notorious reputation in France, carrying out the construction of several analog machines for the resolution of algebraic equations. From 1902 to 1911, Torres made significant aeronautical contributions, most notably a mooring post with a superior pivoting platform to be able to moor a dirigible outdoors, and the Astra Torres airship, a trilobed cross section structure that was widely used by the Allied Powers during World War I. He was also a key figure in the development of radio control in 1901 with the Telekine, which he created modern wireless remote control operation principles. Torres' pioneering advances included the designs for a special purpose electromechanical calculator in his 1914 paper Essays on Automatics, which has been qualified by British historian Brian Randell as "a fascinating work which well repays reading even today", where he also proposed an early form of floating point values and automata with discernment capacity. He successfully demonstrated the feasibility of an electromechanical analytical engine by producing a typewriter controlled calculating machine in 1920. He continued conceiving original designs until his retirement in 1930, especially in naval engineering, such as the Camp Vessel (a dirigible carrying boat), and the Binave (a multihull steel ship). In addition to his inventing work, Torres also stood out in the field of letters, and was a noted speaker and supporter of Esperanto.

Алғашқы жылдар

Торрес 1852 жылғы 28 желтоқсанда, Киелі Нәзікжан мейрамында, Испанияның Кантабрия провинциясындағы Санта-Крус-де-Игунья қаласында дүниеге келді. Оның әкесі Луис Торрес Вильдосола-и-Уркихо, Билбаода азаматтық инженер, теміржол құрылысында жұмыс істеді. Анасы – Валентина де Кеведо-и-Маса. Отбасы көбінесе Билбаода тұрды, бірақ анасының туған туыстарының таулы Кантабриядағы үйінде де ұзақ уақыт өткізді. Бала кезінде ол жұмыс сапарларына байланысты ата-анасынан жиі айырылып қалды. Сондықтан оны әкесінің туыстары, Барренхея әйелдері тәрбиеледі, олар оны мүліктің мұрагері деп жариялады, бұл оның болашақ тәуелсіздігіне көмектесті. Ол Билбаода орта мектепті бітірді, содан кейін екі жыл (1868 және 1869) Парижге, Христиан бауырлары колледжіне оқуын аяқтау үшін барды, онда француз мәдениетімен, әдет-ғұрыптарымен және тілімен танысты. 1870 жылы әкесі Мадридке ауыстырылып, отбасын да алып келді. Келесі жылы Торрес Жол инженерлері корпусының мемлекеттік мектебінде жоғары білімін бастады. 1873 жылы үшінші Карл соғысы кезінде Карл әскерлерімен қоршалып алынған Билбаоны қорғауға ерікті болып оқуын уақытша тоқтатты. 1874 жылы Билбаоның қоршауы алынғаннан кейін ол Мадридке оралып, 1876 жылы оқуын аяқтады, курста төртінші орын алды. Әскери мүлікті мұра еткен жас кәсіпкер ретінде ол 1877 жылы Италия, Франция және Швейцарияны аралап, Еуропаға ұзақ сапарға шықты, сол кездегі ғылыми және техникалық жетістіктермен танысты, әсіресе электр энергиясының дамып келе жатқан саласында. Ол жол жүргіншілерді емес, адамдарды тасымалдауға қауіпсіздік деңгейін қамтамасыз ететін канат жолы үшін жұмыс істеді. Кейін патент АҚШ, Австрия, Германия, Франция, Ұлыбритания және Италия сияқты елдерге таратылды. Торрестің канат жолдары инновациялық көп кабельдік тіреу жүйесін қолданды, онда кабельдің бір ұшы бекітілген қарсы салмаққа, ал екіншісі (катушкалар жүйесі арқылы) жылжымалы қарсы салмаққа бекітілді. Бұл жүйеде кабельдердің осьтік күші тұрақты және жүктемеге қарамастан қарсы салмақтың салмағына тең болады. Жүктемеге байланысты виа кабельдерінің бұрылуы өзгереді, қарсы салмақты көтеру арқылы артады. Осылайша, осы кабельдердің қауіпсіздік коэффициенті жақсы белгілі және шаттл жүктемесіне тәуелсіз. Нәтижесінде жасалған конструкция өте мықты және тіреу кабельдерінің жұлынуы жағдайында да қауіпсіз болып қалады. Кейіннен ол Испанияның Игунья аңғарында Рио-Леон өзенінің үстінен жылдам және моторлы, бірақ әлі де тек материалдарды тасымалдау үшін пайдаланылатын канат жолын салды. 1889 жылы Торрес Швейцарияда өз канат жолын таныстырды, бұл ел географиялық ерекшеліктеріне байланысты осы көлік түріне қызығушылық танытты және Климсенхорн-Пилатус Кульм желісінде ірі көлемде тасымалдау үшін канат жолдарын қолдана бастады. Алайда, швейцариялық инженерлердің наразылығына және сол елдің баспасөзінде пайда болған пікірлер мен карикатураларға байланысты ол жобасын бірнеше жылға тоқтатты. Бұл канат жолының оң нәтижелері оны Канададағы Ниагара шарлауында өзінің ең танымал жобасын – испандық аэрокарын құруға итермеледі. 550 метрлік канат жолы Канада жағында Ниагара аңғарындағы шұңқырдан өтетін әуе канат жолы болып табылады. Ол кабель арқылы жүкпен 4,6 қауіпсіздік коэффициентімен жүреді. Ол 1914-1916 жылдар аралығында салынған. Оның құрылысы мен монтаждалуы үшін Ниагара испандық аэрокар компаниясы Лимитед және Торрес ұйымдастырған Инженерлік зерттеулер және жұмыстар қоғамы құрылды, олардың капиталы 110 000 доллар (шамамен $ миллион) және 20 жылға жоспарланған концессия болды. Құрылысты Торрестің ұлы Гонсало Торрес Поланко басқарды. Ол алғашқы сынақтарын 1916 жылғы 15 ақпанда сәтті аяқтады және ресми түрде 8 тамызда ашылды, келесі күні жұртшылыққа ашылды. Канат жолы, шағын өзгерістермен, бүгінгі күнге дейін ешқандай айтарлық апатсыз жұмыс істеп келеді, бұл танымал туристік және кино тартылыс орыны болып табылады. Аэро автомобильдер дүкенінің алдындағы тасқа орнатылған тақта осы фактіні еске түсіреді: Халықаралық тарихи құрылыс инженерлік орны. "НИАГАРА" испандық аэрокары. Ниагара испандық аэрокарын жобалаған көрнекті испан инженеріне арналған құрмет. Бұл оның инженерлік салаға қосқан көптеген үлестерінің бірі ғана. Инженер Леонардо Торрес Квеведо (1852-1936). 1914-1916 жылдары салынған. ҚБЕҰ. Канаданың құрылыс инженерлерінің қоғамы. 2010 жыл. Испанияның Жолдар, каналдар және портер инженерлерінің қауымдастығы. Ниагараның испандық әуе кемесі.

Torres was born on 28 December 1852, on the Feast of the Holy Innocents, in Santa Cruz de Iguña, Cantabria, Spain. His father, Luis Torres Vildósola y Urquijo, was a civil engineer in Bilbao, where he worked as a railway engineer. His mother was Valentina de Quevedo y Maza. The family resided for the most part in Bilbao, although they also spent long periods in his mother's family home in Cantabria's mountain region. During his childhood, he spent long periods of time separated from his parents due to work trips. Therefore, he was cared by a relatives of his father, the Barrenechea ladies, who declared him heir to their property, which facilitated his future independence. He studied high school in Bilbao and later went to Paris, to the College of the Christian Brothers, to complete studies for two years (1868 and 1869), where he met French culture, customs, and language and that in later years it would help him in his scientific technical relationships with personalities, and scientific institutions. In 1870, his father was transferred, bringing his family to Madrid. The following year, Torres began his higher studies in the Official School of the Road Engineers' Corps [es]. He temporarily suspended his studies in 1873 to volunteer for the defense of Bilbao, which had been surrounded by Carlist troops during the Third Carlist War. Once the siege of Bilbao was lifted in 1874, he returned to Madrid and completed his studies in 1876, graduating fourth in his class. As a young entrepreneur who had inherited a considerable family fortune, he immediately set out on a long trip through Europe in 1877, visiting Italy, France and Switzerland, to know the scientific and technical advances of the day, especially in the incipient area of electricity. for a cable car with which he obtained a level of safety suitable for the transport of people, not only cargo. The patent was later extended to other countries: United States, Austria, Germany, France, United Kingdom, and Italy. Torres' cable cars used an innovative multi cable support system, in which one end of a cable is anchored to fixed counterweights and the other (through a system of pulleys) to mobile counterweights. With this system the axial force of the cables via is constant and equal to the weight of the counterweight, regardless of the load in the shuttle. What will vary with this load is the deflection of the via cables, which will increase by raising the counterweight. Thus, the safety coefficient of these cables is perfectly known, and is independent of the shuttle load. The resulting design is very strong and remains safe in case of a support cable failure. Later, he constructed a cableway over the Río León in Valle de Iguña [es], Spain, that was faster and motorized, but still used solely for the transport of materials, not of people. In 1889 Torres presented his cableway in Switzerland, a country very interested in that form of transport owing to its geography, and which was already starting to use cable cars for bulk transport in the Klimsenhorn Pilatus Kulm line. However, he put his project on hold for a few years due to both rejection by Swiss engineers and comments and caricatures that appeared in the press of that country. The positive results of this type of cable car led him to develop his most famous cable car, the Spanish Aerocar in Niagara Falls in Canada. The cableway of 550 meters in length is an aerial cable car that spans the whirlpool in the Niagara Gorge on the Canadian side. It travels at about The load per cable via is , with a safety coefficient for the cables of 4.6. It was constructed between 1914 and 1916. For its construction and assembly, the Niagara Spanish Aerocar Company Limited was set up from the Society of Engineering Studies and Works, both companies promoted by Torres, with a capital of $110,000 (roughly $ million in ), and a planned concession of 20 years. The construction was directed by Torres' son, Gonzalo Torres Polanco. It completed its first successful tests on 15 February in 1916 and was officially inaugurated on 8 August, opening to the public the following day. The cableway, with small modifications, runs to this day with no accidents worthy of mention, constituting a popular tourist and cinematic attraction. A plaque, mounted on a boulder in front of Aero Car Gift Shop recalls this fact: International Historic Civil Engineering Site. THE NIAGARA SPANISH AEROCAR. A tribute to the distinguished Spanish Engineer who designed the Niagara Spanish Aerocar. This was only one of his many outstanding contributions to the engineering profession. Engineer Leonardo Torres Quevedo (1852–1936). Constructed 1914–1916. CSCE. The Canadian Society for Civil Engineering. 2010. Asociación de Ingenieros de Caminos, Canales y Puertos de España. Spanish aerial ferry of the Niagara.

Аналогты есептеу машиналары

XIX ғасырдың ортасынан бастап интеграторлар, мультипликаторлар, Чарльз Бэббидждің аналитикалық машинасы сияқты бірнеше механикалық құрылғылар белгілі болды. Торрестің осы саладағы жұмысы 1893 жылы Мадридтегі Испания Корольдік ғылым академиясында "Алгебралық машиналар туралы естелік" ("Memória sobre las máquinas algébricas") атты еңбегін таныстырумен басталған дәстүрге негізделген. Бұл мақалаға 1894 жылы Эдуардо Сааведраның "Revista de Obras Públicas" [es] журналында жарияланған баяндамасында түсініктеме берілді. Торрес машинаның алғашқы үлгісін жасады, ал Сааведра құрылғының соңғы жобасын қаржыландыруды ұсынды. Кейін, 1900 жылы, ол Париж Ғылым академиясында "Есептеу машиналары" ("Machines à calculer") атты толыққанды жұмысын ұсынды. Марсель Депрез, Анри Пуанкаре және Пол Аппельдің оң пікірлері негізінде комиссия академиядан оны жариялауды сұрады, атап айтқанда: "Торрес мырза машиналар арқылы алгебралық және трансценденттік қатынастарды құру мәселесіне теориялық, жалпы және толық шешім берді". Бұл машиналар аналогты есептеуді немесе үздіксіз шамаларды негіздейтін математикалық және физикалық аналогияларды, сондай-ақ олардың арасындағы қатынастарды математикалық формулалармен механикалық түрде орнату қағидаларын зерттеді. Зерттеуге күрделі айнымалылар енгізіліп, логарифмдік шкала қолданылды. Практикалық тұрғыдан алғанда, бұл дисктерді айналдыру сияқты механизмдерді жоғары дәлдікпен шексіз пайдалануға болатындығын көрсетті, сондықтан айнымалылардың өзгеруі екі бағытта да шектеулі болды. Іс жүзінде Торрес барлық механикалық санақ машиналарының аналогты сериясын жасады. Бұл машиналар арифмофорлар деп аталатын элементтерді қолданды, олар жылжымалы бөлік пен көрсеткіштен тұрады, бұл көрсетілген орнына сәйкес шаманы оқуға мүмкіндік берді. Аталған жылжымалы бөлік – осьтің айналуымен градуяцияланған диск немесе барабан болды. Бұрыштық қозғалыстар бейнеленетін шамалардың логарифмдеріне пропорционалды. 1910-1920 жылдар аралығында Торрес мұндай элементтердің бірнешеуін пайдаланып, сегіздік реттік полиномдардың түбірлерін, оның ішінде күрделілерін мыңдықтарға дейін дәлдікпен есептей алатын машина жасады. Машина келесі формула бойынша есептейді: мұнда X – айнымалы, ал A1 – A8 – әрбір мүшенің коэффициенті. α = 1 болған жағдайда, ол келесі формулаға айналады, және алгебралық теңдеудің түбірін табуға болады: әрбір мүшені логарифмдік шкалада есептеу арқылы, оларды тек A1 + a × log(X) сияқты қосындылар мен көбейтулер арқылы есептеуге болады, бұл өте кең диапазонды мәндерді қамти алады, ал есептеу кезіндегі салыстырмалы қателік мәннің мөлшеріне қарамастан тұрақты болады. Дегенмен, әрбір мүшенің қосындысын есептеу үшін логарифмдік шкалада есептелген мәндерден log(u + v) дәл табу қажет. Бұл есептеу үшін Торрес "соңы жоқ шпиндель" ("fusee sans fin") деп аталатын механизмді ойлап тапты, ол спиральді берілісі бар күрделі дифференциалдық беріліс болып табылады, ол қатынасты механикалық түрде көрсетуге мүмкіндік берді. log(u) – log(v) = log(u/v) = V, ал u/v = 10V, log(u + v) келесі формула бойынша есептеледі: , бұл қазіргі заманғы электрондық логарифмдік сандық жүйенің негізі болып табылатын сол әдіс. Бұл машинадан басқа, Торрес 1900 жыл шамасында тісті дөңгелектер мен байланыстарды пайдаланып, X2 – pX + q = 0 квадраттық теңдеуінің күрделі сандық шешімін алу үшін басқа да машиналар ойлап тапты. Машиналар Мадридтегі Техникалық университетінің құрылыс инженерлік мектебіндегі Торрес Квеведо мұражайында сақталады.

Since the middle of the 19th century, several mechanical devices were known, from integrators, multipliers, to the Analytical engine of Charles Babbage. The work of Torres in this matter is framed within this tradition, which began in 1893 with the presentation of the "Memória sobre las máquinas algébricas" ("Memory about algebraic machines") at the Spanish Royal Academy of Sciences in Madrid. This paper was commented in a report by Eduardo Saavedra in 1894 and published in the Revista de Obras Públicas [es]. Torres developed a first model of the machine, and Saavedra recommended that the final project of the device be financed. Later on, in 1900, he presented a more detailed work, "Machines à calculer" ("Calculating machines") at the Paris Academy of Sciences. The commission, informed favorably by Marcel Deprez, Henri Poincaré and Paul Appell, asked the academy for its publication, highlighting: " Mr. Torres has given a theoretical, general and complete solution to the problem of the construction of algebraic and transcendental relations by means of machines "

These machines examined mathematical and physical analogies that underlay analogue calculation or continuous quantities, and how to establish mechanically the relationships between them, expressed in mathematical formulae. The study included complex variables and used the logarithmic scale. From a practical standpoint, it showed that mechanisms such as turning disks could be used endlessly with precision, so that changes in variables were limited in both directions. On the practical side, Torres built a whole series of analogue calculating machines, all mechanical. These machines used certain elements known as arithmophores which consisted of a moving part and an index that made it possible to read the quantity according to the position shown thereon. The aforesaid moving part was a graduated disk or a drum turning on an axis. The angular movements were proportional to the logarithms of the magnitudes to be represented. Between 1910 and 1920, using a number of such elements, Torres developed a machine that was able to compute the roots of arbitrary polynomials of order eight, including the complex ones, with a precision down to thousandths. The machine calculated the following formula:
where X is the variable and A1 A8 is the coefficient of each term. Considering the case of α = 1, it becomes the following formula, and the root of the algebraic equation can be obtained:

By calculated each term on a logarithmic scale, they can be calculated only by sums and products like A1 + a × log(X), which can handle a very wide range of values, and the relative error during calculation is constant regardless of the size of the value. However, to calculate the sum of each term, it is necessary to accurately obtain log(u + v) from the calculated values log(u) and log(v) on a logarithmic scale. For this calculation, Torres invented a mechanism called "endless spindle" ("fusee sans fin"), a complex differential gear with a helical gear, which allowed the mechanical expression of the relation Putting log(u) – log(v) = log(u/v) = V, and using u/v = 10 V, calculate log(u + v) using the following formula:
, the same technique which is the basis of the modern electronic logarithmic number system. In addition to this machine, Torres devised other with a small computing using gears and linkages around 1900 to obtain the complex number solution of the quadratic equation X2 – pX + q = 0. The machines are kept in the Torres Quevedo Museum at the School of Civil Engineering of the Technical University of Madrid.

Радиомен басқару: "Телекино"

Торрес қашықтан басқару саласында пионер болды. 1901 немесе 1902 жылдары ол адам өмірін қауіпке тікпей, өзінің дирижабльдерін сынау үшін жаңа жүйені әзірлеуге кірісті. Ол құрылғыға Telekino деген атты екі грек сөзінің үйлесімінен таңдады: tele – «қашықтықта» және kino – «қозғалыс» деген мағына береді, олардың біріккені «қашықтықтағы қозғалыс» дегенді білдіреді, дәл осыны Торрес қол жеткізуді көздеді. 1902-1903 жылдары «Systéme dit Télékine pour commander à distance un mouvement mécanique» («Механикалық қозғалыстарды қашықтықтан басқару құралы немесе әдісі») деген атаумен өнертабысқа Францияда, Испанияда және Ұлыбританияда патент алуға өтініш берілді. 1903 жылдың 3 тамызында ол Париж Ғылым академиясында Telekino-ны ұсынды, оның қатарында мүшелерге толыққанды есеп және практикалық демонстрация болды. Бұл алғашқы прототипті құруға Торрес Сорбонна Механика зертханасының директоры Габриэль Кёнигс және сымсыз телеграфия құрылғыларын ұсынған Октав Рошфорттан көмек алды. Telekino үш бөліктен тұрады: сымсыз телеграф қабылдағышы, көп позициялық айналмалы коммутатор және механикалық жүйені басқаруға арналған екі сервомотор. Электромагниттік толқындар арқылы берілген сигнал антеннаға түседі және когерьер арқылы электр импульстарына айналады. Әр импульс электромагнитті қосады, ол екіншілік тізбегін жауып, көп позициялық коммутатордың бір қадамға жылжуына себеп болады. Бұл операция сигнал импульстарының санына қарай автоматты түрде қайталанады. Көп позициялық коммутатор соңғы орнына жеткенде, аккумулятор таңдалған сервомотор терминалына ток береді. Содан кейін сервомотор белгілі және бұрын анықталған әрекетті орындайтын қозғалысқа келеді. Торрес телеграф сияқты (тек екі күйі бар: қосылған және өшірілген) екілік жүйеге негізделген шекті, бірақ шексіз емес әрекеттер жиынтығын жасау үшін екілік күйлер тізбегі арқылы шектеулі кодтық сөздерді жасау қажет екенін түсінді. Сол кездегі мәселе – бір таңбаның соңы мен келесі таңбаның басын анықтайтын синхрондау механизмі болмауы еді. Осы қиындықты шешудің жалғыз жолы телеграф сигналының күйін өзгертуге негізделген асинхронды синхрондау әдісін қолдану болды. Соңғы ұсыныс бірінен соң бірі жіберілетін импульстар санына негізделген кодты қолдану сияқты қарапайым болды: мысалы, 1-ші әрекетке бір импульс, 2-ші әрекетке екі импульс, 3-ші әрекетке үш импульс және т.б. сәйкес келеді. Торрес рульдік қозғалтқыштың әртүрлі орнын және итергіш қозғалтқыштың әртүрлі жылдамдығын тәуелсіз түрде таңдай алды. Ол сондай-ақ шамды қосу/өшіру сияқты басқа механизмдерді де басқара алды, сонымен қатар желекке көтеру/түсіру әрекетін бір уақытта орындай алды. Нақтырақ айтқанда, Торрес өзінің прототиптерімен 19 түрлі әрекетті орындай алды. 1904 жылдан бастап Торрес алғашқы Telekino сынақтарын жүргізуді шешті, біріншісі Мадридтегі Бети Джей фронтонында электрлі үш дөңгелекті көлікпен, тиімді қашықтығы 20-30 метрді құрады, бұл радиомен басқарылатын ұшқышсыз жер көлігінің (UGV) алғашқы белгілі мысалы саналды. 1905 жылы Торрес Мадридтегі Каса-де-Кампо топағында қайықта орналасқан Telekino-ның екінші моделін сынап көрді, шамамен 250 метр қашықтыққа жетті. Клуб Маритимо-дель-Абра террасасынан және провинциялық кеңес президентінің және басқа да билік органдарының көмегімен Telekino электрмен жұмыс істейтін Vizcaya катерінің маневрлерін қашықтан басқарумен тәжірибе жүргізілді. 1906 жылдың 25 қыркүйегінде король Альфонсо XIII-нің қатысуымен және көпшілік көрермендер алдында ол Билбао портында өнертабысын сәтті көрсетті, адамдары бар Vizcaya катерін 2 км қашықтықтан жағалаудан басқарып, тосқауыл аралығын көрсетті. Осы тәжірибелердің оң нәтижелері Торресті Испания үкіметінен Telekino-ны су асты торпедаларын басқару үшін қаржылық көмек сұрауға итерді, бұл технологиялық сала жаңа ғана дамып келе жатқан еді. Оның өтініші қабылданбады, нәтижесінде ол Telekino-ны дамытудан бас тартты.

Torres was a pioneer in the field of remote control. He began to develop a new system around 1901 or 1902, as a way of testing his airships without risking human lives. For its device, he chose the name Telekino as a combination of two Greek words: tele which means "at distance" and kino which means "movement", resulting both together "movement at distance", which was what Torres wanted to obtain. Between 1902 and 1903, the invention titled "Systéme dit Télékine pour commander à distance un mouvement mécanique" ("Means or method for directing mechanical movements at or from a distance") applied for patents in France, Spain, and Great Britain. On 3 August 1903, he presented the Telekino at the Paris Academy of Science, together with a detailed memory and a practical demonstration to its members, For the construction of this initial prototype, Torres received help from Gabriel Koenigs, director of the Mechanics Laboratory of the Sorbonne, and Octave Rochefort, who collaborated by providing wireless telegraphy devices. The Telekino has three different parts: a wireless telegraph receiver, a multi position rotary switch and two servomotors that can be used to drive a mechanical system. The signal transmitted by electromagnetic waves, is received by the antenna and is transformed into electric pulses by a coherer. Each pulse drives an electromagnet, which closes its secondary circuit causing the multi position switch unit to go one step forward. This operation is repeated automatically as many times as the number of signal impulses. When the multi position switch reaches its final position, the battery supplies current to the chosen servomotor terminal. Then, the servomotor is put in motion causing a known and previously defined action. Torres realized that to achieve a finite but not limited set of actions based on a binary system as the telegraph was, (with only two states, on and off), it was necessary to create a limited number of codewords through a sequence of binary states. The problem, at that time, was the impossibility of having a synchronisation mechanism able to detect the end of one character and the beginning of the next. In this situation, the only way to solve this difficulty was using an asynchronous synchronisation method based on the change in the telegraph signal state. The final proposal was as simple as using a code based on the number of pulses consecutively sent; so, the action, e. g. number 1, corresponded to one pulse, to two pulses corresponded the action number 2, to three pulses the action number 3 and so on. Torres was able to select different positions for the steering engine and different velocities for the propelling engine independently. He was also able to act over other mechanisms such a light, for switching it or not, and a flag, for raising or dropping it, at the same time. Specifically, Torres was able to do up to 19 different actions with his prototypes. From 1904 Torres chose to conduct initial Telekino testings, first in an electric three wheeled land vehicle in the Beti Jai fronton of Madrid, with an effective range of just 20 to 30 meters, which has been considered the first known example of a radio controlled unmanned ground vehicle (UGV). In 1905, Torres tested a second model of the Telekino located in a boat in the pond of the Casa de Campo in Madrid, achieving distances of up to about 250 m. From the terrace of the Club Marítimo del Abra, and with the assistance of the president of the Provincial Council and other authorities, an experiment was carried out with the Telekino remotely controlling the maneuvers of the electrically powered launch Vizcaya. On 25 September 1906, in the presence of the king Alfonso XIII and before a great crowd, he successfully demonstrated the invention in the port of Bilbao, guiding the launch Vizcaya from the shore with people on board, demonstrating a standoff range of 2 km. The positive results of those experiences encouraged Torres to apply to the Spanish government for the financial aid required to use his Telekino to steer submarine torpedoes, a technological field which was just starting out. His application was denied, which caused him to abandon the development of the Telekino.

Ресми тіл

1907 жылы Торрес Венада механикалық сызбаларды сипаттау үшін ресми тілді енгізді, осылайша механикалық құрылғылар үшін де қолданыс тапты. Бұған дейін ол "Revista de Obras Públicas" журналында "Sobre un sistema de notaciones y símbolos destinados a facilitar la descripción de las máquinas" ("Машиналарды сипаттауды жеңілдетуге арналған белгілер мен символдар жүйесі") атты мақаласын жариялаған. Австриялық компьютер саласының пионері Хайнц Земанектің сөзіне сәйкес, бұл машина құралын сандық басқаруға арналған бағдарламалау тіліне балама болды. Ол символдар тізімін, ережелер жинағын жасады және әдеттегідей өз еңбектерінде оларды мысалмен түсіндірді. Бұл символдық тіл Торрестің басты қабілеттерін көрсетеді: проблеманы – осы жағдайда әлеуметтік мәселені және оның техникалық салдарларын – анықтау шеберлігі, сондай-ақ жаратылыс таланты – өнертабыс – арқылы рационалды, техникалық тұрғыдан дұрыс жауап беру қабілеті. Торрес былай деді: "Баббадж және Франц Реуло – және, болжасамын, басқалар да, бірақ мен олар туралы ештеңе білмеймін – бұл қиындыққа шешім табуға тырысты, бірақ сәттілікке жете алмады; алайда, осы көрнекті авторлардың сәтсіздігі мұндай маңызды бастамадан бас тартуға жеткілікті себеп болмауы керек".

Автоматтандыру зертханасы

Испанияда ғылыми зерттеулер мен білім беруді дамыту үшін 1907 жылы құрылған Зерттеулер мен ғылыми зерттеулерді кеңейту жөніндегі кеңестің басқарушы комитетінің мүшесі ретінде Торрес үш маңызды мемлекеттік мекемені құруда жетекші және шешуші рөл атқарды. Бұл мекемелер білім беру және зерттеу саласындағы, сондай-ақ барлық ғылым салаларындағы эксперименттерге берген серпілісті түсінуге көмектеседі: Автоматтандыру зертханасы (1907) – оның директоры болып тағайындалды, құрал-жабдықтар жасау, Зертханалар қауымдастығы (1910) – мемлекеттік зертханалар мен шеберханалардың бірігуі және Материалдар ғылымы институты (1911) – қаржыландыруды бөлу. Ол өзінің өнертабыстарын ғана емес, сонымен қатар кеңестің университеттері мен зерттеушілеріне қызметтер мен қолдау көрсетті. Автоматтандыру зертханасы Анхель дель Кампоның [es] және Мигель А. Каталаның спектрографиялық жабдықтары, Мануэль Мартинес Рисконың [es] интерферометрі, Хуан Негриннің сталагмометрі, Сантьяго Рамон и Кахалдың микротомы және Блас Кабрераның рентген спектрометрі сияқты алуан түрлі құралдарды жасады.

Шахмат автоматы: Эль Аджрециста

1910 жылдың басында Торрес El Ajedrecista (Шахматшы) деп атаған шахмат автоматын құрастыруға кірісті. Түрік пен Әжибтен айырмашылығы, El Ajedrecista-да нақты интеграцияланған автоматтандыру болды және ол кез келген позициядан корольге қарсы король мен торапты автоматты түрде ойнай алатын, ешқандай адамның араласуынсыз. Бөлшектердің негізінде металл тор болды, ол тақтадағы орнын кодтайтын электр тізбегін жапты. Қара король қолмен жылжытылғанда, алгоритм ақ ойыншы үшін келесі ең жақсы қозғалысты есептеп, орындайтын. Автомат шахматты ең аз қозғалыс санымен, сондай-ақ 50 қозғалыс ережесінде белгіленген 50 қозғалыс ішінде бермейді, себебі қозғалыстарды есептейтін қарапайым алгоритм қолданылған. Дегенмен, ол қарсыласына әрқашан мат қоятын. Егер қарсы ойыншы заңсыз қозғалыс жасаса, автомат оны шамды жағып ескертеді. Егер қарсылас ойыншы үш рет заңсыз қозғалыс жасаса, автомат ойнауды тоқтатады. Бұл құрылғы тарихтағы алғашқы компьютерлік ойын деп саналады. Ол 1914 жылы Париж университетінде дебют жасағанда үлкен қызығушылық тудырды. Оның ішкі құрылысын Х. Вигнерон француз журналында жариялады. Ол Scientific American қосымшасында "Торрес және оның таңғажайып автоматты құрылғылары. Ол адам ақылының орнына машиналарды қоюды қалайды" деген мақаласында кеңінен жарияланды, 1915 жылдың 6 қарашасында. Мысал ретінде, Торрес алгоритмі бойынша ақ корольдің қара корольге мат қоюы:[FEN "8/8/1k6/8/R7/8/5K2/8 w 0 1"] 1. Rh4 Kc5 2. Kf3 Kd5 3. Ke3 Kd6 4. Rh5 Kc6 5. Ke4 Kd6 6. Rg5 Kc6 7. Kd4 Kd6 8. Rg6+ Kd7 9. Kd5 Ke7 10. Rh6 Kf7 11. Ra6 Ke7 12. Rb6 Kf7 13. Ke5 Ke7 14. Rb7+ Kd8 15. Ke6 Kc8 16. Rh7 Kb8 17. Rg7 Ka8 18. Kd6 Kb8 19. Kc6 Ka8 20. Kb6 Kb8 21. Rg8#

In early 1910, Torres began to construct a chess automaton he dubbed El Ajedrecista (The Chess Player). As opposed to The Turk and Ajeeb, El Ajedrecista had a true integrated automation and could automatically play a king and rook endgame against the king from any position, without any human intervention

The pieces had a metallic mesh at their base, which closed an electric circuit that encoded their position in the board. When the black king was moved by hand, an algorithm calculated and performed the next best move for the white player. The automaton does not deliver checkmate in the minimum number of moves, nor always within the 50 moves allotted by the fifty move rule, because of the simple algorithm that calculates the moves. It did, however, checkmate the opponent every time. If an illegal move was made by the opposite player, the automaton would signal it by turning on a light. If the opposing player made three illegal moves, the automaton would stop playing. The device has been considered the first computer game in history. It created great excitement when it made its debut, at the University of Paris in 1914. Its internal construction was published by H. Vigneron in the French magazine La Nature. It was widely mentioned in a Scientific American supplement as "Torres and His Remarkable Automatic Devices. He Would Substitute Machinery for the Human Mind", on November 6, 1915. An example game where White checkmates the black King, following Torres' algorithm. Recorded in Portable Game Notation:[FEN "8/8/1k6/8/R7/8/5K2/8 w 0 1"]

1. Rh4 Kc5 2. Kf3 Kd5 3. Ke3 Kd6 4. Rh5 Kc6 5. Ke4 Kd6 6. Rg5 Kc6 7. Kd4 Kd6 8. Rg6+ Kd7 9. Kd5 Ke7 10. Rh6 Kf7 11. Ra6 Ke7 12. Rb6 Kf7 13. Ke5 Ke7 14. Rb7+ Kd8 15. Ke6 Kc8 16. Rh7 Kb8 17. Rg7 Ka8 18. Kd6 Kb8 19. Kc6 Ka8 20. Kb6 Kb8 21. Rg8#

A second version was constructed under the supervision of his son Gonzalo, and was presented in Paris in 1922. It was more elegant and technically perfected. The mechanical arms to move pieces were replaced for electromagnets located under the board. It also included a sound effect, with a voice recording announcing checkmate when the computer won the game. The advanced machine was introduced to a greater audience at the 1951 Paris Cybernetic Congress and explained to Norbert Wiener. El Ajedrecista also defeated Savielly Tartakower at the Congress, being the first Grandmaster to lose against a machine. Heinz Zemanek played against this chess machine at the Brussels World Fair in 1958, described it as "a historical witness of automaton artistry that was far ahead of its time". According to Zemanek, Torres designed a very clever six part algorithm for the end game, which was implemented using levers, gears, and relays.

Екінші нұсқасы оның ұлы Гонзалоның қадағалауымен жасалып, 1922 жылы Парижде таныстырылды. Ол әдемі әрі техникалық жағынан жетілдірілген. Бөлшектерді жылжытатын механикалық қолдар тақтаның астындағы электромагниттермен алмастырылды. Сондай-ақ, компьютер жеңген кезде шахмат мат деп жариялайтын дыбыс эффектісі де болды. Бұл жетілдірілген машина 1951 жылы Париждегі кибернетикалық конгресте кең аудиторияға таныстырылды және Норберт Винерге түсіндірілді. El Ajedrecista сондай-ақ конгресте Савиелли Тартаковерді жеңіп, машинаға қарсы жеңілген алғашқы гроссмейстер атанды. Хайнц Земанек 1958 жылы Брюссельдегі әлемдік көрмеде осы шахмат машинасымен ойнап, оны "өз заманынан озық болған автомат өнерінің тарихи куәсі" деп сипаттады. Земанекке сәйкес, Торрес ойын соңы үшін өте тапқыр алты бөліктен тұратын алгоритм жасады, ол рычагтар, тісті доңғалақтар және релелер арқылы іске асырылды.

Талдау машиналары

Торрес өзінің теорияларын бірнеше жұмыс істейтін прототиптер арқылы дәлелдеді. Ол 1914 және 1920 жылдары екі рет Бэббидж сияқты есептеу машинасының барлық тісті дөңгелекті механизмдерін электромеханикалық бөліктерді пайдаланып іске асыруға болатынын көрсетті. Оның 1914 жылғы аналитикалық машинасы p × q – b шамасын есептей алатын электромагниттерден құралған шағын жадты қолданды. Пайдаланушы интерфейсі тұрғысынан, бұл машинаны қазіргі компьютерлердің кілтбеттік енгізу интерфейсін пайдаланатын алдағысы деп санауға болады. Пайдалану жағынан алғанда, электр сымдарын созу арқылы қашықтықтан есептеу мүмкіндігі де қарастырылды, бұл қазіргі онлайн жүйе сияқты, коммуникация желілерін пайдаланатын қарапайым жүйе болып есептеледі. Торрес мұндай машинаны коммерциялық мақсатта жасауды ойламады, оны өз идеялары мен техникаларын көрсету құралы ретінде қарастырды. Сонымен қатар, 1920 жылғы электромеханикалық арифмометрлер туралы мақаласында ол бірнеше автоматты машиналарда өңдеу және бағалау үшін үздіксіз сандарды шекті дискретті мәндер түрінде көрсету қажеттігін атап өтті, соның ішінде "Дианемолог" (1907) – қысқартуды қолданбай, айтылған сөзді сол қалпында көшіретін машина, "Деформацияланатын фюзиформалы шарлар" (1914) және "Теміржол кедергілері T. Q." (1918) – белгілі бір аумақта пойыздың қозғалысын қорғауға арналған, оның жеке дизайнындағы өзара байланысқан құрылғылар. 1913 жылдың 30 шілдесінде ол "Buque Campamento" ("Лагерь кемесі") деп аталған, бірнеше дирижабль тасымалдайтын, орналасу мастысы және екі инфляцияланған бірлікке дейін сыйымдылық беретін және сутегі баллондары бар кеменің жобасын жасады. Торрес авиацияны теңіз күштерімен осылайша біріктіру мүмкіндігін ойластырды және өзінің патенін Vickers Limited компаниясына ұсынды, бірақ соңғысы жобаға қызығушылық танытпады. 1916 жылы Торрес Испанияда "Binave" ("Екі кеме") деп аталған, болаттан жасалған көп корпусты кеме ретінде жобаланған, жаңа типтегі катамаранды патенттеді. Ол 1917 жылы Ұлыбританияда "Кемелерді жақсарту" деген тақырыппен патент алуға өтініш берді және ол 1918 жылы Бильбаода салынды, онда алғашқы сынақтары жүргізілді. Ол осы жобаға маңызды жаңалықтар енгізді, мысалы екі 30 атты Hispano Suiza теңіз қозғалтқыштары немесе желкендеу кезінде конфигурацияны өзгерту мүмкіндігі, әрбір қалқымалы бөлігінің арт жағына екі рульді орналастыру және сондай-ақ пернелерді арт жағына орналастыру.

Torres went ahead to prove his theories with a series of working prototypes. He demonstrated twice, in 1914 and in 1920, that all of the cogwheel mechanisms of a calculating machine like that of Babbage could be implemented using electromechanical parts. His 1914 analytical machine used a small memory built with electromagnets, capable of evaluating p × q – b. From the user interface point of view, this machine can be regarded as the predecessor of current computers that use a keyboard as an input interface. In terms of usage, remote calculation by extension of electric wires is also assumed, and it is considered to be a rudimentary system such as the current online system that uses communication lines. Torres had no thought of making such a machine commercially, viewing it instead as a means of demonstrating his ideas and techniques. Furthermore, in a 1920 paper on electromechanical arithmometers, he pointed out the need to represent continuous numbers as finite discrete values for processing and judgment in several automatic machines, the "Dianemologo" (1907), a machine to copy, without the need to resort to shorthand, any speech to as it is pronounced, "Deformable Fusiform Balloons" (1914), and "Railway Interlocks T. Q." (1918), an interlock of his own design to protect the movement of trains within a certain area. On 30 July 1913, he designed the "Buque Campamento" ("Camp Vessel"), a dirigible balloon carrier with a mooring mast and a hold large enough to house up to two inflated units, and hydrogen cylinders. Torres had thought of the possibility of combining aeronautics with the navy in this way, offering his patent to Vickers Limited, although the latter did not show any interest in the project. In 1916 Torres patented in Spain a new type of catamaran which was conceived as a steel multihull vessel, receiving the name of "Binave" (Twin Ship). He applied for the patent in the United Kingdom with the title "Improvements in Ships" in 1917, and it was built in Bilbao in 1918, where it carried out its first tests. He introduced important innovations in this design, such as two 30 HP Hispano Suiza marine engines, or the ability to modify its configuration when sailing, positioning two rudders at the stern of each float, and placing the propellers aft too.

Білім беру өнертабыстары

Өмірінің соңғы жылдарында Торрес білім беру саласына назар аударды, педагогтардың жұмысына көмектесетін құралдар мен машиналарды зерттеуге кірісті. 1922-1930 жылдар аралығында ол теріс машиналарды, нұсқаулықтардың жиектеріндегі бет нөмірін жазуды, "Пунтеро Проектируемый" ("Проекцияланатын көрсеткіш") және "Проектор Дидактико" ("Дидактикалық проектор") жетілдірді. Проекцияланатын көрсеткіш, проекциялық тақтаға жақын қозғалатын, жарық өткізбейтін дененің көлеңкесіне негізделген, ал бұл көлеңке көрсеткіш ретінде қолданылды. Осы мақсатта, ол спикерге проекциялық тақтаның жанындағы бір немесе бірнеше нүктені қалауынша жылжытуға мүмкіндік беретін, буынды жүйені жасады, бұл мөлдір тақтадағы қызығушылық тудыратын аймақтарды белгілеуге мүмкіндік берді. Дидактикалық проектор, проекция үшін шыны тақталарға слайдтарды орналастыру тәсілін жақсартты.

Эсперантист

1900 жылдардың басында Торрес халықаралық эсперанто тілін үйреніп, өмірінің соңына дейін осы тілді қолдаушы болды. 1922-1926 жылдары ол Ұлттар Лигасының Зияткерлік ынтымақтастық жөніндегі халықаралық комитетінің жұмысына қатысып, кездесудің бірінші күні келесі ұсынысты жасады: "Комитет, түрлі халықтар арасындағы ғылыми қарым-қатынастарды жеңілдету үшін жасалма тілдің пайдалы екеніне көз жеткізіп, сарапшылардың көмегімен ұсынылған түрлі шешімдерді зерттеу үшін кіші комитет құрсын". Комитет мүшелерінің шамамен жартысы эсперантоны қолдағанмен, басқа бірқатар қатысушылар осы ұсынысқа белсенді қарсылық көрсетті. 1925 жылы Торрес Парижде өткен «Таза және қолданбалы ғылымдарда эсперантоны қолдану жөніндегі конференцияға» Испания үкіметінің ресми өкілі ретінде қатысты, оған Висенте Инглада Орс [es] және Эмилио Эррера Линарес те бірге болды. Сол жылы ол Хулио Мангада құрған Испан эсперанто қауымдастығының (HEA) Құрметті комитетіне қосылды.

Испандық-америкалық технологиялық сөздік

1910 жылы Торрес Инфанта Изабельмен бірге Аргентинаға, Аргентинаның тәуелсіздігінің жүз жылдығына арналған шаралардың бірі – Буэнос-Айресте өткен Халықаралық ғылыми конгресске қатысу үшін сапар шекті. Ол "Хиспан-Америкалық халықаралық библиография және ғылыми-техникалық одақ" жобасын ұсынды, мақсаты испан тіліндегі техникалық терминологияны нақтылау, жетілдіру, біріздендіру және байыту болды. Бірінші міндет – испан тілінің технологиялық сөздігін жариялау, бұл ғылыми және техникалық жаңа сөздердің көбеюімен, сондай-ақ шетел тілдерінен алынған сөздерді бейімдеумен байланысты туындаған мәселелерді шешуге бағытталған. 1930 жылы "Хиспан-Америкалық технологиялық сөздіктің" 1-томы жарық көрді.

Жеке өмір және өлім

1885 жылы Торрес Портолинде (Молледо) Луз Поланко и Наварроға үйленді, олардың сегіз баласы болды: Леонардо (2 жасында қайтыс болды), Гонсало (кейін оның серігі), Луз, Валентина, Луиза, Джулия, Леонардо және Фернандо. 1889 жылы бірінші ұлы қайтыс болғаннан кейін, ол бұрынғы жылдары жоспарлаған жобаларын іске асыру ниетімен Мадридке көшіп келді. Осы кезеңде ол Афинеумға, Café Suizo [es] және Elipa әдеби кештеріне қатысты, бірақ көбінесе саяси мәселелерге қатысты пікірсайыстар мен талқылаулардан қалыс қалды. Ол көп жыл бойы Calle de Válgame Dios [es] №3 мекенжайында тұрды.

Ерекше басылымдар

Торрес и Квеведо, "Электромеханикалық арифмометр", Bull. de la Societe d’Encouragement pour l’Industrie Nationale, 119-том, 1920 ж., 588–99-беттер, Рэнделл, Брайан, "Цифрлік компьютерлердің бастаулары: Таңдамал мақалалар", Springer Verlag, Берлин, 1982 ж. қайта басылған.