ΑΚAΔΗΜΙΑ ΘΕΣΜΩΝ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΩΝ ACADEMY OF INSTITUTIONS AND CULTURES

Transcript

1 ΑΚAΔΗΜΙΑ ΘΕΣΜΩΝ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΩΝ ACADEMY OF INSTITUTIONS AND CULTURES Στοά των Επιστημών-Επιστημονική Επιθεώρηση Stoa of Sciences-Scientific Review Τόμος 1 Volume 1 Ελληνιστική Αστρονομία και Μηχανική Hellenistic Astronomy and Mechanics Τεύχος Β Issue B Corpus operae Ι Διεύθυνση- Direction ΙΩΑΝΝΗΣ ΧΙΟΥ ΣΕΙΡΑΔΑΚΗΣ, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης JOHN HUGH SEIRADAKIS, Aristotle University of Thessaloniki Αριστείδης Βούλγαρης- Λειτουργικό Μοντέλο Aristeidis Voulgaris- Functional Reconstruction Model : Ακαδημία Θεσμών και Πολιτισμών - Academy of Institutions and Cultures Έτος εκδόσεως - Υear of issue : 2017

2 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model Λειτουργικό Μοντέλο Functional Reconstruction Model Αριστείδης Βούλγαρης, Σχεδιαστής-κατεσκευαστής Οπτομηχανικών και Αστρονομικών οργάνων ακριβείας. Aristeidis Voulgaris, Precision Optomechanical and Astronomical instruments designerconstructor frameproject2016@gmail.com arisvoulgaris@gmail.com stoaofsciences@academy.edu.gr

3 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model H ομάδα του «Functional Reconstruction of Antikythera Mechanism» project, (FRAMe) μελέτησε, επεξεργάστηκε και ανέλυσε ένα μεγάλο αριθμό τομογραφιών του Μηχανισμού των Αντικυθήρων, οι οποίες ελήφθησαν μέσω ακτίνων Χ το 2005, στην διάρκεια του προγράμματος AMRP. Το αποτέλεσμα αυτής της μαθηματικής επεξεργασίας έδωσε εικόνες εξαιρετικής ευκρίνειας, εμφανίζοντας λεπτομέρειες οι οποίες δεν είχαν γίνει αντιληπτές. Αυτές οι λεπτομέρειες απεδείχθησαν ουσιαστικές για την κατασκευή από την ομάδα του FRAMe project, του λειτουργικού αντιγράφου, του Υπολογιστή των Αντικυθήρων. Με βάση τις επεξεργασμένες εικόνες, τα μέλη της ομάδας, σχεδίασαν και κατασκεύασαν όλα τα εξαρτήματα που απαρτίζουν τον Μηχανισμό των Αντικυθήρων, εν συνεχεία δε συναρμολόγησαν δύο αντίγραφα, τα οποία είναι σε λειτουργικά, χωρίς σχεδιαστική ή μηχανολογική απόκλιση από το σχέδιο του πρωτοτύπου. Κατά τη διαδικασία της συναρμολογήσεως, δόθηκαν απαντήσεις σε ερωτήματα της ύπαρξης, αγνώστων μέχρι σήμερα, μηχανολογικών εξαρτημάτων του πρωτοτύπου. Επιπλέον, λόγω του εντοπισμού κάποιων, καθοριστικής σημασίας, λεπτομερειών σε ένα θραύσμα του αρχαίου Μηχανισμού, η πρόσθια πλευρά του λειτουργικού μοντέλου, διαφέρει από την, έως σήμερα αποδεκτή εκδοχή. Και τα δυο αντίγραφα της ομάδας, λειτουργουν με περιστροφή του δίσκου της Σελήνης και όχι απο το στροφείο, όπως πιστεύονταν έως τώρα. Η ομάδα FRAMe Project σχεδίασε και κατασκεύασε επίσης το μηχάνημα κοπής των σπειρών της οπίσθιας όψεως του Μηχανισμού. Κατόπιν βρέθηκε ο πολύπλοκος αλγόριθμος βαθμονόμησης των 8 δεικτών και ενδείξεων του Μηχανισμού. Ο κατασκευαστής του αρχαίου αναλογικού Υπολογιστή, είχε προσχεδιάσει τον τρόπο βαθμονόμησης και προχώρησε σε προσθήκες και τροποποιήσεις, σε συγκεκριμενα σημεία του, έτσι ώστε να είναι δυνατή η βαθμονόμηση αφού τοποθετηθεί η οπίσθια πλάκα. Κατά την εν συνεχεία μελέτη των επεξεργασμένων τομογραφιών, εντοπίστηκαν στοιχεία που οδηγούν στο συμπέρασμα ότι, ο αρχαίος κατασκευαστής χρησιμοποίησε μηχανουργικό τόρνο για την κατασκευή των εξαρτημάτων. Η ομάδα του FRAMe project, αφού ανακατασκεύασε τα συγκεκριμένα εργαλεία (χειροκίνητος τόρνος και χειροκίνητο τρυπάνι) προέβη σε πειραματική χρήση τους, για να μελετηθεί η αποτελεσματικότητά τους. Το αποτέλεσμα, ήταν πλήρως επιτεχές. Για τον σχεδιασμό και την κατασκευή των εξαρτημάτων των λειτουργικών αντιγράφων του Μηχανισμού (γρανάζια, άτρακτοι και άξονες), η ομάδα FRAMe project υιοθέτησε τεχνικές, ως επί το πλείστον ομόλογες προς τον αρχαίο τρόπο κατασκευής, με χρήση απλών συμβατικών χειροκίνητων ή ηλεκτροκίνητων μηχανημάτων και δεν χρησιμοποίησε κανενός είδους σύγχρονη τεχνολογία. Η ομάδα FRAMe Project, σε συνεργασία με τον ακτινολόγο γιατρό Γ. Γιαταγάνα και τους χειριστές του ακτινογραφικου μηχανήματος Κ. Κασλάρη και Α. Οβαλιάδη, του τμήματος Αγγειογραφίας του Νοσοκομείου Παπαγεωργίου της Θεσσαλονίκης, προχώρησε στη λήψη ραδιογραφιών με ακτίνες Χ, μερών του λειτουργικού αντιγράφου της ομάδας, ώστε να αντιπαραβληθούν με τις τομογραφίες του αρχαίου πρωτοτύπου. Στο πρόγραμμα FRAMe project, το οποίο τελεί υπό εξέλιξιν, συνεργάζονται οι, Αριστείδης Βούλγαρης (σχεδιασμός, επεξεργασία εικόνας - κατασκευή των εξαρτημάτων-συναρμολόγηση), Χριστόφορος Μουρατίδης (επεξεργασία εικόνας-μαθηματική υποστήριξη) και Ανδρέας Βοσινάκης (βιομηχανικό σχέδιο) stoaofsciences@academy.edu.gr

4 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model The group of the Functional Reconstruction of Antikythera Mechanism Project, (FRAMe), studied, processed and analyzed a large number of X-ray tomographies of the Antikythera Mechanism, obtained in 2005, during the AMRP project. The result of the mathematical processing were pictures of exceptional resolution, displaying previously undetected details. These details proved to be essential for the construction, by the FRAMe Project group, of the functional copy of the Antikythera Mechanism. Based on the processed images, the members of the group designed and constructed all of the parts comprising the Antikythera Mechanism, and then assembled two functional copies, without deviating from the design and mechanical parameters of the prototype s plan. During the assembling process, answers were given to the questions about the existence, of unknown up to now, mechanical parts of the prototype. Furthermore, due to the detection of some, of crucial importance, details in a fragment of the ancient Mechanism, the front face of the functional model differs from the up to now acceptable version. Both of the copies constructed by the FRAMe Project group function by the rotation of the Lunar Disc, and not by the rotation of the input crank handle, as usually considered. The FRAMe Project group also planned and constructed the cutting tool for the spirals on the rear face of the Mechanism. Then, the group specified the complex algorithm for the calibration of the 8 pointers and the indications of the Mechanism. The ancient manufacturer of the analog Antikythera Mechanism computer had premeditated the way of calibration, and then proceeded to additions and modifications, in specific parts, in order for the calibration process to be realizable, after the placement of the rear face. During the consequently study of the processed tomographies, elements have been located, which lead to the conclusion that the ancient manufacturer used a mechanical lathe for the construction of the parts of the Antikythera Mechanism. The FRAMe Project group, after the reconstruction of the specific tools (manually controlled lathe and manually controlled driller), proceeded to their experimental use, for studying their effectiveness. The results were absolutely successful. For the designing and the construction of the parts of the functional copies of the Antikythera Mechanism (gears, shafts and axles) the FRAMe Project group adopted techniques, mostly homologous to these applied by the ancient manufacturer, by the use of simple conventional manual or electrically operated machinery, and without any use of modern technology. The FRAMe Project group, in collaboration with radiologist doctor of the Interventional Radiology Department of Papageorgiou Hospital of Thessaloniki Mr. M. Giataganas, and the operators of the radiograph-angiograph Mr. M. Kaslaris and A. Ovaliades, of the Angiography Department of Papageorgiou Hospital of Thessaloniki, proceeded to the taking of X-ray radiographies of parts of the functional copy constructed by the group, for juxtaposing them with the tomographies of the ancient prototype. In the FRAMe Project, which is under development, collaborate Voulgaris Aristeidis (precision astronomical and optomechanical instruments designer/constructor, image processing-construction of parts-assembly-instruments), Mouratidis Christophoros (PhD Mathematics, image processingmathematical support), and Vossinakis Andreas (industrial design-astronomical map designer) stoaofsciences@academy.edu.gr

5 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model ΦΩΤΟ 1: Το λειτουργικό ομοίωμα του Υπολογιστή των Αντικυθήρων, κατακευασμένο από την ομάδα The FRAMe Project. Στην Πρόσθια Όψη διακρίνεται ο Δίσκος της Σελήνης, το Χρυσούν Σφαιρίον-Ήλιος και το Παράπηγμα του Υπολογιστή FIGURE 1: The functional model of the Antikythera Computer, designed and constructed by our team The FRAMe Project. In front phase stands the Lunar Disc, the Golden Sphere- Sun and the Parapegma of the Computer stoaofsciences@academy.edu.gr

6 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model ΦΩΤΟ 2: Το λειτουργικό ομοίωμα του Υπολογιστή των Αντικυθήρων, κατασκευασμένο από την ομάδα The FRAMe Project. Στην Πίσω Πλευρά διακρίνονται οι Σπείρες και οι δείκτες του Μέτωνα και του Σάρου, καθώς και οι μικρότεροι δείκτες των Στεφανιτών Αγώνων και του Εξελιγμού FIGURE 2: The functional model of the Antikythera Computer, designed and constructed by our team The FRAMe Project. In Back plate are visible the Spirals and the indicators of Meton and Saros and the smaller pointers of athletic Games and Exeligmos stoaofsciences@academy.edu.gr

7 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model stoaofsciences@academy.edu.gr

8 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model ΦΩΤΟ 4: Επάνω: Το συνολικό πάχος του Υπολογιστή δεν ξεπερνά τα 67 χιλιοστά. Ο κυκλικός αποστάτης του γραναζιού b1, το Χρυσούν Σφαιρίον και η πιθανή έδραση της κορώνας a1. Κάτω: Απεικονίζονται οι τέσσερις σταθεροποιητές του γραναζιού b1 FIGURE 4: Above: The total thickness of the Antikythera Computer does not exceed 67 mm. The partial circular spacer of gear b1, the Golden Sphere and the possible seating of the crown a1. Bottom: Depicts the four stabilizers of gear b stoaofsciences@academy.edu.gr

9 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model ΦΩΤΟ 5: Οι δίδυμοι αποστάτες του γραναζιού e3, καθώς και ο αποστάτης m3 FIGURE 5: The twin spacers of gear e3 and the spacer of gear m stoaofsciences@academy.edu.gr

10 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model ΦΩΤΟ 6: Αριστερά, τμήμα των γραναζιών e3-e4, δεξιά τα γρανάζια f1/f2. Διακρίνεται επίσης και ο αποστάτης τους. Δεξιά επάνω η τομογραφία των αποστατών των γραναζιών f, g και h-i. FIGURE 6: On the left, close up of e3-e4 gears, on the right the f1/f2 gears. Also it is visible the f-spacer. On top right the tomography of the spacers of gears f, g and h-i stoaofsciences@academy.edu.gr

11 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model ΦΩΤΟ 7: Στιγμιότυπο της συναρμολογημένης περιοχής των γραναζιών e3-e4, e5-e6, k1-k2, f1-f2, g1-g2, h1-h2 και i1 FIGURE 7: Snapshot of the assembled area of gears e3-e4, e5-e6, k1-k2, f1-f2, g1-g2, h1-h2 and i stoaofsciences@academy.edu.gr

12 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model ΦΩΤΟ 8: Συγκριτική φωτογραφία σύνθεσης τομογραφιών του αρχαίου πρωτοτύπου (αριστερά), που ελήφθησαν από τον αξονικό τομογράφο ακτίνων Χ του AMRP και της σύνθεσης ραδιογραφιών του ομοιώματος της ομάδας FRAMe (δεξιά), που ελήφθησαν από το ακτινογραφικό μηχάνημα 100 kv του Νοσοκομείου Παπαγεωργίου Θεσσαλονίκης. Απεικονίζεται ο αποστάτης σχήματος C στον οποίο εδράζεται το γρανάζι d2, οι δίδυμοι αποστάτες του γραναζιού e3, καθώς και ο αποστάτης του γραναζιού m3 FIGURE 8: Comparative of a digital composition of X-ray computed tomography scans of the ancient Computer (on the left) received from the CT X-ray of AMRP and a radiographic composition of the FRAMe model (on the right) obtained by X-ray radiograph 100 kv of Papageorgiou Hospital Thessaloniki. Illustrated are '' C '' shape supportive spacer in which is seated the gear d2, the twin spacers of the gear e3 and the spacer of the gear m stoaofsciences@academy.edu.gr

13 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model ΦΩΤΟ 9: Σύνθεση των τομογραφιών του AMRP των θραυσμάτων A, E και F σωζόμενα τμήματα των Σπειρών του αρχαίου πρωτοτύπου επάνω σε ραδιογραφία της οπίσθιας πλάκας του ομοιώματος της ομάδας The FRAMe Project που ελήφθησαν από τον ακτινογραφικό μηχάνημα 100 kv του Νοσοκομείου Παπαγεωργίου Θεσσαλονίκης. (Σημείωση: τα διάκενα των σπειρών της ραδιογραφίας φαίνονται πιο διευρυμένα, λόγω της περίθλασης που υφίστανται οι ακτίνων Χ καθώς διέρχονται από τα διάκενα των σπειρών) FIGURE 9: Composition of AMRP scans of the fragments A, E and F - the survived parts of the spirals of the ancient prototype and the radiography of the backplate of the the FRAMe model received from the X-ray radiograph of 100 kv Papageorgiou Hospital Thessaloniki. (Note: the gaps of the spirals in radiography are more enlarged due to the diffraction caused to X-rays as they pass through the gaps of the spirals. Also is visible the geometric distortion) stoaofsciences@academy.edu.gr

14 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model ΦΩΤΟ 10: Πραγματική φωτογραφία ταυτόχρονης λήψης του ομοιώματος της ομάδας The FRAMe Project, με φόντο τις τις τροχιές των αστέρων στην ευρύτερη περιοχή του Πολικού Αστέρα. Συνολικός χρόνος λήψης 68 λεπτά FIGURE 10: A real photo of simultaneous capturing of the FRAMe model, with background the orbits of the stars in the region of the Polar Star. Total exposure time 68 minutes stoaofsciences@academy.edu.gr

15 - Λειτουργικό Μοντέλο - Functional Reconstruction Model ΦΩΤΟ 11: Πραγματική φωτογραφία ταυτόχρονης λήψης του ομοιώματος της ομάδας The FRAMe Project, με φόντο την ευρύτερη περιοχή του κέντρου του Γαλαξία. Η φωτογραφική μηχανή και το ομοίωμα τοποθετήθηκαν σε κοινή βάση και η οποία προσαρμόστηκε σε ισημερινή στήριξη με ωρολογιακό μηχανισμό κίνησης. Συνολικός χρόνος λήψης 24 λεπτά FIGURE 11: A real photo simultaneous reception of the FRAMe model, with the background of the central region of Milky Way. The camera and the model placed on a common metallic base, which was adapted to equatorial mount with clock drive motion. Total exposure time 24 minutes stoaofsciences@academy.edu.gr

16 ΑΚAΔΗΜΙΑ ΘΕΣΜΩΝ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΩΝ ACADEMY OF INSTITUTIONS AND CULTURES Στοά των Επιστημών-Επιστημονική Επιθεώρηση Stoa of Sciences-Scientific Review Τόμος 1 Volume 1 Ελληνιστική Αστρονομία και Μηχανική Hellenistic Astronomy and Mechanics Τεύχος Β Issue B Corpus operae Ι : Ακαδημία Θεσμών και Πολιτισμών - Academy of Institutions and Cultures Έτος εκδόσεως - Υear of issue : 2017