Робот Леонардо да Винчи

По всей видимости, Леонардо начал делать наброски к своему автомату ещё до работы над «Тайной вечерей»^[7]. Хотя полные чертежи механизма не сохранились, записи Леонардо свидетельствуют, что прототип автомата мог быть создан примерно в 1495 году, когда он состоял на службе у Лодовико Сфорца, герцога Миланского. При этом достоверные исторические свидетельства (письма, хроники) о демонстрации робота в 1495 году отсутствуют, и лишь предполагается, что он мог быть показан на безымянном празднике при дворе Лодовико Сфорца^[8][9].

Первые исследования Леонардо в области анатомии и кинезиологии, отражённые в его Codex Huygens, вероятно, обусловили его стремление создать автомат^[2]. Принципы устройства человекоподобного робота содержатся среди анатомических рисунков, следующих Витрувианскому канону пропорций^[2]

Инженерные интересы Леонардо также могли подтолкнуть его к разработке автомата в виде механического рыцаря^[10]. До проекта механического рыцаря, по свидетельствам современников, Леонардо создал механического льва, который мог самостоятельно двигаться. Этот лев был показан на различных публичных мероприятиях, в том числе на свадьбе Марии Медичи и при прибытии французского короля Франциска I в Лион в 1515 году^[2].

Робот не имел программируемых систем и управлялся вручную^[11]. Робот Леонардо управляется через систему блоков, состоящую из центрального привода, отдельных приводов и дополнительных обводных блоков^[1]. Внутри корпуса расположено механическое устройство управления движением рук^[1]. Контроллер в груди запускает червячные передачи, соединённые с системой канатов, что позволяет роботу поднимать руки^[1].^[3] Ноги робота приводятся в движение внешней кривошипной и канатной системой, соединённой с ключевыми шарнирами ступней, коленей и бёдер^[2]. Внутренние механизмы робота скрыты под немецко-итальянскими рыцарскими доспехами эпохи Средневековья. Конструкция опиралась на анатомические исследования Леонардо да Винчи: внутренние тросы и канаты выполняли роль сухожилий и мышц, а механические шарниры — роль анатомических суставов. Эта система позволяла роботу сгибать руки в локтях, а также открывать и закрывать кисти рук^[11].^[12]

Голова робота снабжена шарнирной челюстью и прикреплена к гибкой шее^[2]. Корпус способен принимать вертикальное положение и двигать руками в разных направлениях^[2]. Нижняя часть корпуса управляется с тремя степенями свободы, а руки имеют механизм с четырьмя степенями свободы, что позволяет реализовать комплексные движения, такие как обхват предметов^[3]. Механизм также позволял роботу сидеть и поднимать забрало при помощи сложной системы шестерён, шкивов и тросов^[13].^[14][15]

Барабаны, расположенные внутри автомата, издают звуки при перемещении остального механизма^[2]. Подобно другим механическим устройствам дворцовых развлечений той эпохи, робот мог быть предназначен для оказания устрашающего эффекта на публику.

В 1950-х годах исследователь Карло Педретти обнаружил блокноты с набросками Леонардо относительно механического рыцаря, где описаны многочисленные фрагменты и детали конструкции^[2].

В 1993 году, после знакомства с Педретти, робототехник Марк Рошейм собрал разрозненные наброски воедино, используя систему автоматизированного проектирования (САПР) для создания виртуальной 3D-модели робота^[16].

В 2002 году был заснят процесс реконструкции, проводимой Рошеймом^[1]. Он интегрировал свои собственные технологические решения с первоначальными эскизами Леонардо^[1]. Для воссоздания внешнего вида робототехник использовал фотографии ренессансных доспехов — это позволило ему корректно сопоставить элементы конструкции^[1]. Из-за сжатых сроков съёмок конструкция была несколько упрощена и использованы стандартные доспехи^[1].

В 2007 году Марио Таддей, технический директор и научный сотрудник исследовательского центра и музея Leonardo3 в Милане, также провёл успешную реконструкцию робота Леонардо^[4]. Обе версии, созданные Таддеем и Рошеймом, были работоспособными и демонстрировали движения^[4].

По заказу НАСА Марк Рошейм спроектировал современного человекоподобного робота «Сёррогейт», прозванного «Surge»^[5][17]. В создании «Сёррогейта» Рошейм опирался на чертежи Леонардо, интегрируя в конструкцию принципы имитации человеческих движений и механических аналогов^[5].

Компания Intuitive Surgical в 2000 году представила первую роботизированную хирургическую систему «Да Винчи»^[18]. Принято считать, что название этой системы стало своего рода данью Леонардо да Винчи, внёсшему вклад в изучение анатомии человека, механики и автоматизации. Некоторые исследователи отмечают, что название системы отсылает к моделям Леонардо: его механический человек считается первым доказательством возможности повторения движений человеческого тела при помощи механизмов^[6].

14 марта 2024 года получило одобрение FDA пятое поколение системы (Da Vinci 5), отличительной особенностью которого стала технология тактильной обратной связи, позволяющая хирургу физически чувствовать натяжение тканей при работе с инструментами внутри пациента^[19][20].