Рэймонд Горец: Пионер робототехники и телеприсутствия
Raymond Goertz
Рэймонд Гоэрц: пионер робототехники и телеприсутствия. Разработал манипуляторы для работы с радиоактивными материалами, заложил основы VR и телероботов.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Американский робототехник (1915-1972)
American roboticist (1915 1972)
Реймонд С. Гёрц (12 марта 1915 – 4 июня 1970) – американский инженер-механик и один из первых пионеров в области робототехники, в частности, дистанционно управляемых роботов (см. телеприсутствие). В 1949 году, работая в Комиссии по атомной энергии в Национальной лаборатории Аргонн, Гёрц запатентовал ранний манипулятор типа «мастер-раб» для работы с радиоактивными материалами. Гёрц осознал ценность электрической связи манипуляторов и заложил основы современной телероботики и позиционных сервоприводов с двусторонней обратной связью по усилию. Гёрц также провел ранние исследования степеней свободы, необходимых для плавного дистанционного управления, и разработал один из первых дисплеев, монтируемых на голову, в качестве прототипа виртуальной реальности. Гёрц ввёл в лексикон робототехники морские термины, такие как тангаж, рыскание и крен. В 1985 году Американское ядерное общество учредило премию имени Рэя Гёрца для признания и награждения членов, внесших выдающийся вклад в область дистанционных технологий.
Raymond C. Goertz (March 12, 1915 – June 4, 1970) was an American mechanical engineer and an early pioneer in the field of robotics, specifically remote controlled robots (see telepresence). In 1949, while working for the Atomic Energy Commission at Argonne National Laboratory, Goertz filed a patent for an early master slave manipulator in order to handle radioactive material. Goertz recognized the value of electrically coupling manipulators and laid the foundations of modern tele robotics and bilateral force reflecting positional servos. Goertz also performed early research on the degrees of freedom necessary for smooth motion by remote manipulation and developed one of the first head mounted displays as a prototype for virtual reality. Nautical terms such as pitch, yaw, and roll were incorporated into the lexicon of robotics by Goertz. In 1985 the American Nuclear Society established the 'Ray Goertz Award' to recognize and honor members who have made outstanding contributions to the field of remote technology.
Образование и ранние годы жизни
Раймонд С. Гёрц родился в Кливватере, штат Канзас, 12 марта 1915 года. Он был сыном Нормы Э. и Флоры (Сент) Гёрц и имел сестру, миссис Тельму Мэн, и двух братьев, Линна Гёрца и Ли Нобла. Гёрц получил степень бакалавра наук в Государственном колледже штата Монтана в 1940 году, окончив с отличием. Затем он начал обучение в аспирантуре в Политехническом институте Бруклина в 1942 году и оставался там до 1946 года. В 1947 году Гёрц переехал в Иллинойс и завершил обучение в аспирантуре в Иллинойском технологическом институте с 1947 по 1949 год. На первой и второй Международных конференциях по мирному использованию атомной энергии в 1955 и 1958 годах Гёрц представлял Соединенные Штаты в качестве делегата. В течение своей карьеры Гёрц был членом Американского ядерного общества, Американского института химических инженеров и Института инженеров электротехники и электроники. Основная работа и достижения Гёрца были связаны с разработкой и совершенствованием устройств типа «мастер-раб», но Гёрц также уделял время фундаментальным исследованиям степеней свободы, необходимых для плавного движения при дистанционном управлении. Он также создал первоначальный прототип устройства виртуальной реальности, разработав один из первых дисплеев, монтируемых на голове. Работая в Аргоннской национальной лаборатории, Гёрц разработал устройство «мастер-раб» для безопасной работы с опасными материалами с плутониевого реактора 100B в Ханфорде. Первоначальное устройство «мастер-раб» было разработано Гёрцем в 1948 году как двустороннее (симметричное) устройство передачи типа пантограф с семью степенями свободы, которое управлялось через свинцовое стекло. Включив принципы кибернетики, Гёрц также смог создать первую электрическую систему «мастер-раб», а к 1954 году модифицированная версия устройства «мастер-раб» (CRL Model 8) начала серийное производство. Для создания точных устройств «мастер-раб» Гёрцу потребовалось разработать несколько принципов, все из которых применимы к нашим современным робототехническим хирургическим системам. Эти принципы заключаются в следующем. Движение ведомого манипулятора должно обладать шестью независимыми степенями свободы – тремя степенями поступательного движения и тремя степенями вращения – для позиционирования захватных устройств и движением сжатия для захвата предметов. Движение ведомого манипулятора должно быть согласовано с ведущим манипулятором, чтобы положение и направление двух манипуляторов соответствовали друг другу. Согласование двух манипуляторов должно быть двусторонним, то есть силы на ведомом конце должны отражаться на ведущем конце, а перемещения, производимые на ведомом конце, должны вызывать перемещения на ведущем конце, при этом ведомый манипулятор должен быть способен выравниваться в соответствии с ограничениями, налагаемыми выполняемой задачей.
Raymond C. Goertz was born in Clearwater, Kansas on March 12, 1915. He was the son of Norma E. and Flora (Saint) Goertz and had a sister, Mrs. Thelma Main and two brothers, Lynn Goertz and Lee Noble. Goertz received his Bachelor of Science degree from Montana State College in 1940, graduating with honors. He then began his graduate studies at the Polytechnic Institute of Brooklyn in 1942, staying there until 1946. In 1947 Goertz moved to Illinois and completed his graduate studies at the Illinois Institute of Technology from 1947 to 1949. At the first and second International Conferences on Peaceful Uses of Atomic Energy in 1955 and 1958 Goertz represented the United States as a delegate. During his career Goertz was a member of the American Nuclear Society, the American Institute of Chemical Engineers, and the Institute of Electrical and Electronics Engineers. Goertz's primary work and accomplishments revolved around the development and improvement of master slave manipulator devices, but Goertz also devoted time to completing basic research on the degrees of freedom necessary for smooth motion by remote manipulation. He also created an initial prototype of a virtual reality device by developing one of the first head mounted displays. While at Argonne National Laboratory Goertz developed the master slave manipulator in order to safely handle hazardous material from the 100 B plutonium reactor at Hanford. The initial master slave manipulator device was designed by Goertz in 1948 as a seven degree of freedom bilateral (symmetrical) metal tape transmission pantograph device, which was operated through a leaded glass wall. Through incorporating the principles of cybernetics Goertz was able to also construct the first electrical master slave manipulator system, and by 1954 a modified version of the master slave manipulator (CRL Model 8) began commercial production. In order to create accurate master slave manipulator devices, it was necessary for Goertz to develop several principles, all of which are applicable to our own contemporary robotic surgical systems. The principles are as follows. The motion of the slave arm must possess six independent degrees of freedom, three of translation and three of rotation to position gripping devices, and a tong squeeze motion to grip items. The motion of the slave arm must be coupled to the master arms that the position and the direction of the two arms correspond to. The coupling of the two arms must be bilateral and this means that forces at the slave end must be reflected at the master end and displacements produced at the slave end must be able to produce a displacement at the master end, with the slave arm being able to align itself in response to the constraints imposed by the task being done.
Награды
Гёрц был удостоен медали Эдварда Лонгстрета в Институте Франклина в Филадельфии, штат Пенсильвания, в 1967 году. Он также получил награду индустрии радиационных технологий от Американского ядерного общества в 1969 году. В 1985 году Американское ядерное общество учредило "Премию имени Рэя Герца" для признания и чествования членов общества, внесших выдающийся вклад в область дистанционных технологий.
Goertz was the recipient of the Edward Longstreth medal at the Franklin Institute in Philadelphia, Pennsylvania in 1967. He also received the Radiation Industry award from the American Nuclear Society in 1969. In 1985 the American Nuclear Society established the "Ray Goertz Award" to recognize and honor its members who have made outstanding contributions to the field of remote technology.
Личная жизнь
Гертц женился на Хелен Була 2 сентября 1950 года в Куке, штат Иллинойс. У них было трое детей: Алан, Джин и Линда. Гертц умер 4 июня 1970 года в возрасте 55 лет в Даунерс-Гроуве, штат Иллинойс.
Goertz married Helen Boula on September 2, 1950, in Cook, Illinois. Together they had three children: Alan, Jean, and Linda. Goertz died on June 4, 1970, at the age of 55 in Downers Grove, Illinois.