Автомат

Автомат (от греческого autómatos — самодействующий),
1) самостоятельно действующее устройство (или совокупность устройств), выполняющее по заданной программе без непосредственного участия человека процессы получения, преобразования, передачи и использования энергии, материала и информации. А. применяются для повышения производительности и облегчения труда человека, для освобождения его от работы в труднодоступных или опасных для жизни условиях.
Самодействующие устройства известны были ещё в глубокой древности. С их помощью жрецы создавали у слепо верующих людей представления о «чудесах», якобы творимых божественной силой.
В эпоху античности и в средние века неоднократно создавались устройства, имитирующие движения живых существ без видимого участия движущей силы. Практические значения такие «автоматы» не имели, но, оставаясь занимательными игрушками, они оказались своего рода предшественниками современных А. Существенно повлияло на развитие А. изобретение часов с пружинным приводом (П. Хенлейн в Германии, 16 в.) и особенно маятниковых часов (Х. Гюйгенс в Голландии, 1657), в которых впервые использовались принципы и отдельные механизмы, получившие впоследствии широкое применение в А.
Однако первое промышленное использование А. относится к 18 в. — периоду промышленной революции, когда средства труда приобрели такую материальную форму существования, которая обусловила замену человеческой силы силами природного происхождения и рутинных приёмов в организации труда сознательным использованием накопленного опыта.
К автоматическим устройствам этого времени, имевшим в основном экспериментальный характер, относятся: в России — автоматический суппорт Андрея Нартова для токарно-копировальных станков (20-е гг. 18 в.), поплавковый регулятор уровня воды в котле И. И. Ползунова (1765), в Англии — центробежный регулятор Дж. Уатта (1784), во Франции — ткацкий станок с программным управлением от перфокарт для выработки крупноузорчатых тканей Ж. Жаккара (1808) и др.
Автоматические устройства 18—19 вв. основывались на принципах и методах классической механики. Развитие электротехники, практическое использование электричества в военном деле, связи и на транспорте привели к ряду открытий и изобретений, послуживших научной и технической базой для новых типов А., действующих при помощи электричества. Важное значение имели работы русских учёных: изобретение П. Л. Шиллингом магнитоэлектрического реле (1830) — одного из основных элементов электроавтоматики, разработка Ф. М. Балюкевичем, В. М. Тагайчиковым и др. в 80-х гг. 19 в. ряда устройств автоматической сигнализации на железнодорожном транспорте, создание С. М. Апостоловым-Бердичевским совместно с М. Ф. Фрейденбергом первой в мире автоматической телефонной станции (1893—95) и мн. др.
Возникновение новой самостоятельной области науки и техники — электроники, привело к появлению принципиально новых электронных автоматических устройств и целых комплексов от электронного реле до управляющих вычислительных машин. По мере развития А. расширялись их возможности и области применения.
Из механизмов, выполнявших одну какую-либо функцию без прямого участия человека, А. превратились в сложные автоматические устройства, успешно выполняющие функции контроля, регулирования и управления (см. Автоматическое управление). Вместо отдельных А. стали применяться, особенно в промышленности, энергетике и космонавтике, автоматические комплексы, часто с использованием электронных вычислительных машин (см. Автоматическая линия, Автооператор гидроэлектростанции).
Конструкция, схема и принцип действия А. в значительной мере определяются его назначением, условиями работы, видом используемой энергии и способом задания программы. Различают А.: технологические (например, литейный автомат, котлетный автомат, металлорежущие станки-автоматы, различные автоматизированные агрегаты и т. д.), энергетические (автоматические приборы и устройства энергосистем, электрических машин, электрических сетей и т. д.), транспортные (например, автомашинист, автостоп), счётно-решающие, в том числе вычислительные машины, торговые (пищеприготовительный автомат, магазин-автомат и др.), военные (например, системы наведения и автоматическое оружие), бытовые автоматы и др.
В зависимости от условий работы и вида используемой энергии существуют А., включающие механические, гидравлические, электрические (электронные), пневматические, комбинированные, например пневмоэлектрические устройства, а также А., действие которых основано на использовании энергии взрыва (например, пистолет-пулемёт).
Последовательность всех рабочих и вспомогательных операций, выполняемых А., называется рабочим циклом. Автоматизированные устройства, у которых рабочий цикл прерывается и для его повторения требуется обязательное вмешательство человека, называются полуавтоматами. В общем случае рабочий цикл А. определяется программой, которая задаётся в конструкции А., либо извне с помощью перфорационных карт или других каких-либо носителей информации, либо с помощью копировальных или моделирующих устройств. Например, программа действия наручных часов определяется конструкцией спускового механизма и маятника, получающих в большинстве случаев энергию от заводной пружины. В металлорежущем копировальном станке программа задаётся с помощью копира. Автоматические выключатели электрической сети срабатывают при выходе за установленные пределы значений силы электрического тока, напряжения или частоты. В А. по продаже розничных товаров при опускании денег включается устройство, подсчитывающее полученную сумму, последняя сравнивается с установленной ценой на продаваемый товар и при их соответствии срабатывает устройство, выдающее или разрешающее выдачу покупки. В этом случае А. не только заменяют труд продавца по выдаче товара покупателю, но и освобождают его от расчётов, связанных с оплатой товара. А., аналогичные приведённым, как правило, узко специализированны, обладают высокой производительностью, однако изменение их рабочих циклов обычно связано с трудоёмкой переналадкой или совсем невозможно.
Программа А., заданная с помощью перфокарт, магнитных лент и т. д., мало связана с его структурой и конструкцией, что обеспечивает универсальность А. (например, металлорежущие, ткацкие, полиграфические станки с программным управлением, автодиспетчер и автомашинист, электронные вычислительные машины, космические летательные аппараты). Получают широкое распространение А., способные запоминать и обобщать опыт своей работы и целесообразно его использовать в соответствии с изменяющимися условиями. В состав таких А. обязательно входят датчики и устройства обратной связи, блоки памяти, управления, самонастройки и др., что существенно усложняет их структуру и конструкцию. Однако при этом функциональные возможности А. обогащаются настолько, насколько это требуется для выполнения весьма сложных технологических процессов и процессов управления, избавляя тем самым человека не только от тяжёлого физического труда, но и упрощая его функции в сфере управления (см. Автоматизация управленческих работ, Автоматизация производства).
2) Одно из основных понятий кибернетики; абстрактная модель технической или биологической системы, перерабатывающая дискретную (цифровую) информацию дискретными временными тактами. Наиболее изучены конечные автоматы (см. Автоматов теория).