Reconstructie - Heron I / HerOne

Een 2000 jaar oude programmeerbare robot

BELANGRIJK: © Kris Merckx - tekst en afbeeldingen

Lees ook het artikel over programmeren doorheen de geschiedenis.

De Heron I / HerOne is een reconstructie van een programmeerbare robot van Heron van Alexandrië. Het toestel wordt aangedreven door een zwaartekrachtmotor (gewicht) en is door een pinmechanisme herprogrammeerbaar. We bouwden voor de lezingen bij het boek "Niet van gisteren" een sterk vereenvoudigde versie van het automatisch theater van Heron van Alexandrië. Hoofddoel was de programmeerprincipes en het gebruik van gewichten zoals we in veel latere klokken terugvinden, te demonstreren. Het toont aan dat programmeren en automatisering geen uitvinding van de 20e eeuw is.

Met dank aan Ghislain Kinnart voor het uitwerken van de plannen in een model.

Noel Sharkey, professor artificiële intelligentie en robotica aan de universiteit van Sheffield bestudeerde het werk 'Peri automatopoietikes' van Heron van Alexandrië. In dat werk beschrijft Heron (1e eeuw na Chr.) het bouwen van automatische theaters.

"(...) Nadat ik Heron's tekst grondig had gelezen, had ik niet de minste twijfel over zijn intentie. Het is duidelijk dat hij zijn robot had ontworpen om hem te kunnen programmeren en om hem in het theater voor verschillende effecten te gebruiken. Op een bepaald punt beschrijft hij zelfs hoe je ingewikkeld gedrag moet programmeren. "

Heron programmeerde zijn theaters met gewichten, touwen, assen en pinnen. Aan het ene uiteinde van het touw bevestigde hij een gewicht dat hij bovenaan een met tarwekorrels gevulde cilinder plaatste. Door een sleufje onderaan de cilinder open te trekken, vloeiden de korrels weg. Dit zorgde ervoor dat het gewicht met enige vertraging begon te zakken. Aan de andere kant hingen niet één, maar twee touwen. Elke touw was rond een afzonderlijke as (de linker en de rechter vooras) gewikkeld. In beide assen waren op gelijkmatige afstanden gaten geboord. Het zakkend gewicht trok niet alleen aan de touwen, maar liet ook de beide assen draaien. De machine kon eenvoudig geprogrammeerd worden door in de gaten pinnen te plaatsen. Door een touw rond een bepaalde pin te laten teruglopen, kon je één van beide assen op elk gewenst moment in de andere richting laten roteren. Net zoals in moderne programmeertalen slaagde Heron er ook in om een "timer"-functie in te bouwen. Hiervoor plakte hij een stuk van het touw met was vast aan de as. Het zakkende gewicht trok het was stilaan los. Eens het touw was losgekomen, begon de as weer te roteren.

Het automatische theater van Heron reed volkomen zelfstandig het podium van het theater op. Daar stopte het en toonde een toneelstuk van mechanische poppen die eveneens door een mechanisme van pinnen, gewichten, touwen, assen, tandwielen en hefbomen werden aangedreven. Het theater was voorzien van decorwissels en geluidseffecten. Door op een bepaald moment een sleuf open te trekken, vielen loden ballen op een trom, wat het geluid van donder simuleerde. De ongeziene genialiteit die hij aan de dag legde bij het programmeren van zijn automatische theaters doet vermoeden dat ze slechts een stap waren in een lange traditie van programmeerbare machines. Dit blijkt ook uit zijn teksten. Heron klaagt er uitdrukkelijk over dat schrijvers die voor hem leefden niet duidelijk genoeg waren in hun boeken over automaten. Hij verwijst ook expliciet naar het thans verdwenen boek van Philo van Byzantium over automatische theaters. Ook de werken van Aristoteles bevatten verwijzingen naar automaten en zelfs in de Ilias van Homeros lijken sommige passages naar automaten te verwijzen.

Bron: Niet van gisteren, ISBN: 9789058268594. Lees de volledige tekst in ons boek "Niet van gisteren".

Demonstratie - Langeafstandscommunicatie

Het principe van het faxapparaat is even geniaal als eenvoudig. Met een paar mensen kan je het principe van digitaal faxen heel eenvoudig nabootsen. Leuk is om het op school te gebruiken tijdens de lessen techniek. Hieronder vind je een kort stappenplan. De films zetten je verder op weg of laten je toe om nog meer te experimenteren.

1. Maak een blad papier met een raster (bijvoorbeeld 10 rijen van 15 kolommen).
2. Maak op één raster een tekening door bepaalde vlakken van het raster zwart in te kleuren.
3. Geef iemand het blad met de tekening.
4. Geef een blanco raster aan een ander persoon die wat verder in het lokaal zit.
5. Een derde persoon moet de communicatie tussen de beide anderen synchroniseren. Hij start in rij 1 en telt af (1, 2, 3, 4...) tot het einde van de rij is bereikt. Hij gaat nu naar de volgende rij.
6. Terwijl deze persoon telt, volgen de twee anderen nauwgezet dezelfde vakjes.
7. Als de persoon met de tekening op een zwartgekleurd vakje stuit, steekt hij even de hand in de lucht. De andere kleurt/arceert dan dit vakje op het "blanco" blad.

Pepper's Ghost

Spectaculaire special effects zonder CGI

We werken aan een volgende voorstelling: een demonstratie van "Pepper's Ghost" in draagbaar formaat. De techniek werd reeds in de 19e eeuw bedacht en wekte veel verbazing en zelfs angst op bij het publiek tijdens toneelvoorstellingen. De techniek liet toe acteurs te laten vechten tegen "geestverschijningen" die halftransparant over het podium bewogen of zweefden. Ongetwijfeld kent u dit soort visuele illusie vanuit het kinderpark Efteling.