Введение

Американский пионер робототехники (1942–2016)

Виктор Дэвид Шейнман (28 декабря 1942 – 20 сентября 2016) был американским пионером в области робототехники. Он родился в Огасте, штат Джорджия, где его отец, Леонард, служил в армии США. После окончания войны семья переехала в Бруклин, а его отец вернулся к работе профессором психиатрии. Его мать преподавала в еврейской школе. Первое знакомство Шейнмана с роботами произошло, когда в возрасте 8 или 9 лет он посмотрел фильм "День, когда Земля остановилась". Фильм его испугал, и отец предложил построить деревянную модель, чтобы помочь ему справиться со страхом.

Образование

Шейнман поступил в Массачусетский технологический институт в возрасте 15 лет и в 1963 году получил степень бакалавра в области аэронавтики и космонавтики. Он был президентом клуба авиамоделирования и работал летом на Sikorsky Aircraft. Его дипломная работа была посвящена управлению глубиной погружения модели гидрофойльного крыла в буксировочном бассейне MIT, к которой они подключили компьютер. (Изначально манипулятор был разработан для управления кнопками, нажимаемыми языком оператора.) Шейнману было поручено обслуживание манипулятора, но оказалось сложно им пользоваться из-за низкой точности и сложной обратной кинематики. Он переключился на разработку новых роботов. Одним из них был манипулятор Orm (норвежское слово для "змея"), который он построил вместе с Ларри Лейфером. Он состоял из семи наложенных друг на друга пластин, соединенных между собой четырьмя небольшими пневматическими приводами. Каждый привод мог быть надут или сдут путем установки или сброса бита в компьютерном слове. Этот манипулятор также оказался сложным в управлении.

Стэнфордская рука

В 1969 году Шейнман изобрел Стэнфордский манипулятор. Три оси запястья пересекаются в одной точке, как это было описано в диссертации Пайпера. Это позволило роботу точно следовать произвольным траекториям в пространстве под управлением компьютера и расширило возможности его применения для более сложных задач, таких как сборка и дуговая сварка. Робот также был оснащен тормозами на каждой оси, что позволяло управлять им с помощью компьютера с разделением времени. Эта разработка стала его работой для получения ученой степени инженера.

ПУМА и Unimation

Во время учебы в Стэнфорде Шейнман получил стипендию, спонсируемую Джорджем Деволом, изобретателем первого промышленного робота Unimate. Шейнман вместе с Деволом и Джо Энгельбергером посетил Unimation и нескольких их клиентов, наблюдая за применением роботов, включая погрузку и разгрузку станков, перемещение материалов и первые попытки точечной сварки. Эти ранние роботы были гидравлическими и программировались путем обучения робота последовательности отдельных точек, которые он повторял в каждом цикле. Определённого управления траекторией можно было добиться, задавая множество промежуточных точек, но истинного следования по траектории достичь было невозможно. Vicarm и его контроллер были достаточно компактными, чтобы быть портативными, и Шейнман привез один в Unimation, установив его на столе Энгельбергера, чтобы продемонстрировать точное управление траекторией, недоступное роботам Unimation. Он также привёз манипулятор на раннюю выставку робототехники в Университете Иллинойса, но ему сказали, что это игрушка и её нельзя выставлять, поэтому он установил его на передних ступенях с удлинителем, привлекая многих исследователей, которые оценили преимущество его программируемости. Энгельбергер затем пригласил его представить робота на стенде Unimation на выставке, где их предлагали для автоматизации биологических лабораторий и сборки мелких деталей. Шейнман несколько лет работал консультантом в Yaskawa, и было продано семьсот-восемьсот систем на базе RobotWorld. Его сын, инженер Дэйв Шейнман, является руководителем отдела аппаратного обеспечения в компании Carbon, занимающейся 3D-печатью.

Виктор Шейнман умер 20 сентября 2016 года в Петролии, Калифорния, в возрасте 73 лет. До самой смерти он продолжал консультировать и был приглашённым профессором в Стэнфордском университете на кафедре машиностроения.

Награды и почести

В 1979 году Шейнман и его Vicarm были представлены в статье на обложке журнала Fortune, посвященной робототехнике. В 1986 году Шейнман получил награду имени Джозефа Ф. Энгельбергера от Ассоциации робототехнической промышленности, а в 1990 году – награду ASME Leonardo Da Vinci от Американского общества инженеров-механиков. 19 апреля 2002 года подразделение General Motors Controls, Robotics, and Welding (CRW) передало оригинальный прототип программируемой универсальной машины для сборки (PUMA) в Смитсоновский институт. 22 июня 2006 года в эфире американской телевизионной игры Jeopardy! Шейнман стал темой "ответа" стоимостью 1600 долларов в категории "Робототехника": "В 1970-х годах Виктор Шейнман разработал PUMA, или программируемый универсальный манипулятор, ЭТО" (вопрос: "что это?" – ответ: "рука").