Iznenađujuća nauka iza japanske opsesije automatima

Japan je sinonim za automate. Ova ostrvska država ima aparate za sve, sveže cveće, činije vrućeg ramena, jestive skakavce, kišobrane. Želite jaje sa farme ili buket cveća? I za to postoji automat.

U Japanu radi preko 2,6 miliona automata, što uz otprilike 122 miliona stanovnika znači da na svakih 45 do 50 ljudi dolazi po jedan uređaj.

Ispostavlja se da su ove naprave imale poprilično dugu istoriju pre nego što su stekle popularnost u Japanu. Priča koja nas je navela da se zapitamo, kako su automati postali toliko sveprisutni u ovoj azijskoj zemlji i kakva nauka stoji iza njihovog rada.

Do odgovora smo došli preko Dejvida Vidžaje, nekadašnjeg radnika u ovoj industriji i sadašnjeg vlasnika kompanije Japantogo LLC, izvoznika japanskih automata sa sedištem u Išikavi.

Kratka istorija automata

Čuveni grčki inženjer i pronalazač Heron Aleksandrijski napravio je prvi poznati automat na svetu u drevnom Egiptu tokom prvog veka nove ere. Heron je iskoristio zakone fizike da bi u hramovima delio svetu vodu. Njegov dozator koristio je jednostavnu polugu sa protivtegom, zamislite terazije pravde, dve viseće posude na horizontalnoj gredi koja menja položaj u zavisnosti od toga koja strana je teža. Kada bi neko ubacio novčić u napravu, kovanica bi pala na jednu od posuda. Njena težina bi zatim pokrenula ventil i pustila mlaz svete vode.

Uprkos domišljatosti, ideja o dozatorima je uglavnom nestala sve do kraja 19. veka. Tada su se na londonskim železničkim peronima pojavile mašine na kovanice, pune razglednica, koverata i papira za pisanje, namenjene putnicima u žurbi.

Ubrzo je uređaj prešao okean. Do 1888. godine kompanija Thomas Adams Gum Company postavljala je aparate sa Tutti-Frutti žvakaćim gumama duž njujorških saobraćajnih linija. Nedugo zatim, iz njih se moglo dobiti sve, od kartona mleka do rashlađenih sendviča.

Ipak, tek posle Drugog svetskog rata automati postaju deo japanske svakodnevice. Dogodilo se to tokom brzog posleratnog privrednog oporavka.

“Vrlo su praktični”, kaže Vidžaja. “Japanci su često u žurbi i žele nešto što mogu poneti sa sobom. Ako uđete u prodavnicu, čekanje vas može koštati četiri ili pet minuta.” Uz automat, do onoga što vam treba dolazite istog trena.

Kako automati rade

Aparati se oslanjaju na ugrađeni računarski sistem, specijalizovan računar napravljen za tačno određenu namenu. Ovde se on sastoji od mikrokontrolera, sićušnog samostalnog računara, zatim senzora i aktuatora, motora i klizača koji otvaraju pregrade i puštaju limenku da padne.

“Automati su zapravo jednostavni”, kaže Vidžaja. Mikrokontroler je mozak mašine. Prima ono što korisnik unese, na primer kada pritisnete broj ispred proizvoda, proverava uplatu i šalje komande motorima za izdavanje, rotacionim pogonima za svaki pojedinačni artikal.

Provera plaćanja

Čim ubacite kovanice ili papirni novac, uređaj elektromagnetnim senzorima proverava da li je uplata ispravna. Senzori prepoznaju koja vrsta novčića je ubačena i da li je pravi, koristeći električno i magnetno polje da utvrde od kog je metala. Svaka legura, recimo nikl ili gvožđe, ostavlja specifičan trag na magnetnom polju.

Kada jeftino gvožđe prođe kroz magnetne linije aparata, ono se privremeno namagnetiše. Čist aluminijum, s druge strane, prolazi kroz iste linije gotovo bez ikakvog uticaja. Mikrokontroler potom munjevito upoređuje rezultat sa unapred programiranom bazom pravih kovanica i odlučuje da li je novčić autentičan ili falsifikat.

Istovremeno, optički senzori mere prečnik, debljinu i brzinu novčića. Dok se kovanica kotrlja niz kanal, ona baca senku na svetlosni senzor. Mikrokontroler meri koliko dugo svetlost ostaje zaklonjena i na osnovu toga izračunava precizan prečnik. Drugi svetlosni senzor beleži brzinu kretanja, što pomaže da se utvrdi da li se novčić kreće neobično brzo ili sporo. U oba slučaja verovatno je reč o falsifikatu, pa ga mašina odbacuje.

Kod papirnog novca, optički senzori koriste infracrvenu i UV svetlost da pročitaju skrivene zaštitne oznake i magnetno mastilo, jer se novčanice štampaju posebnim bojama koje sadrže oksid gvožđa.

Ako plaćate karticom, uređaj šalje šifrovane podatke preko priključenog telemetrijskog gejtveja, hardverske jedinice koja prikuplja podatke sa senzora, pravo do bankarske mreže. Mikrokontroler tada odmah potvrđuje ispravnost uplate.

Izdavanje proizvoda

Pošto je plaćanje prihvaćeno i pošto ste ukucali šifru željenog soka ili kesice čipsa, mikrokontroler menja režim rada. Taj mali mozak šalje signal motoru zaduženom za proizvod koji kupujete.

Neki aparati koriste spiralne navoje koji se okreću za 360 stepeni i guraju kesicu napred sve dok ne prevrši ivicu police. Drugi imaju robotske ruke ili hvataljke koje se podižu do određenog nivoa, uhvate piće i nežno ga spuste kako ne bi došlo do prskanja.

Postoje i mašine sa klasičnim gravitacionim sistemom, gde odabrani artikal jednostavno sklizne sa nagnute police i padne pravo u pregradu za preuzimanje.

Po čemu se japanski automati razlikuju

Mnogi uređaji imaju i male rashladne jedinice koje održavaju nisku temperaturu, ili ugrađene mikrotalasne i trenutne grejače, duge uske cevi koje se za nekoliko sekundi zagreju do 2.000 vati, za topla pića poput kafe i čaja.

Automati sa dve temperature, koji iz istog kućišta izdaju i hladne i tople proizvode, retki su u Sjedinjenim Državama. U Japanu je drugačije, tamo je, kako kaže Vidžaja, sve podređeno efikasnosti. “Leti možete da prodajete hladna pića, a zimi toplu kafu, i sve to iz jedne mašine.”

Ovakve jedinice imaju dve odvojene, dobro izolovane zone, jednu za tople i jednu za hladne napitke. Savremeni modeli često dobijaju i domišljat sistem toplotne pumpe, koji preuzima toplotnu energiju nastalu na rashladnoj strani i sprovodi je u topli deo. Time se znatno smanjuje ukupna potrošnja struje.

Pošto je Japan sklon prirodnim katastrofama, veliki broj tamošnjih aparata projektovan je da izdrži zemljotres. Teški delovi, poput debele metalne osnove i kompresorskih pumpi koje neprekidno cirkulišu rashladni gas, ugrađeni su u donji deo kućišta.

“To područje zovemo podrum”, kaže Vidžaja. Težina pri dnu pomaže mašini da ostane stabilna u seizmičkim zonama. “U Japanu je sve podređeno bezbednosti.”

Još jedna zanimljivost je besplatno izdavanje. “Mi to zovemo besplatna prodaja”, kaže Vidžaja. Recimo da Tokio pogodi jak potres. Neki uređaji imaju senzore koji prepoznaju snažno podrhtavanje, dok su drugi programirani da primaju signal od gradskih vlasti. U oba slučaja, “ruter unutra automatski prelazi u besplatan režim. Mašina tada deli pića bez naplate, kako bi svako mogao da utoli žeđ.”

Iako broj automata u Japanu poslednjih godina opada, u zemlji sa vrlo niskom stopom kriminala i milionima pešaka oni i dalje imaju smisla.

“Japanci vole veliki izbor”, kaže Vidžaja. “Automati nude taj izbor, a ne morate da stojite u redu.”

Izvor/ Saznaj više: popsci.com