בובה מכנית

בובה מכנית או אוטומטון היא בובה (לרוב בצורת אדם) ובתוכה מנגנון הגורם לבובה או לחלקיה (כגון הידיים) להתנועע. יש גם בובות מכניות המכילות תיבת נגינה או חלקים המשמיעים קולות שונים כאשר היא מופעלת.

במערב

אגדות על פסלים ובובות ש"קמים לחיים" מוכרות מהמיתולוגיה היוונית, שבה נזכרות מספר בובות מונפשות שבדרך פלאית מתחילות לנוע ולדבר. בין היתר מוזכרים הפסלים המדברים שבנה האומן דיידלוס, ופסל הבובה של פיגמליון, שיצר פסל של נערה כה יפה ומושלמת עד שהתאהב בה, ואלת האהבה ונוס נעתרה לתפילותיו והנערה המפוסלת פקחה את עיניה והחלה לנוע.
במיסטיקה היהודית ידועה דמות הגולם, שהוא גוש של חומר בדמות אדם שמקובלים ויודעי תורת הנסתר הפיחו בו רוח חיים על ידי השם הקדוש.
העדויות על בובות מכניות ראשונות הן מיוון העתיקה, שם הופעלו פסלים נעים בכוח הקיטור שנקראו אוטומטון (מיוונית: αὐτόματον - "נע מעצמו"). האוטומטונים שימשו הן כצעצועים והן כאביזרים על בימת התיאטרון היווני, כמייצגים אלים, במיוחד בכניסה מפתיעה בסוף המחזה. שלב זה בעלילה מכונה דאוס אקס מכינה ("האל מתוך המכונה"). המחזאי מכניס לסיפור גורם שאינו נובע מהשרשרת העלילתית כדי לפתור בעיות, והוא מופיע בדמות "אל" מתוך פסל מכני שמוריד אותו אל הבמה. למנגנוני תנועה מכניים אוטומטיים מאותה תקופה נמצא שריד ארכאולוגי בדמותו של מנגנון אנטיקיתרה, ששימש למכונת חישוב קדומה.
במאה הראשונה לספירה ידוע על הרון מאלכסנדריה שתכנן מכשירים אוטומטיים ובובות מכניות הפועלות בעצמן, ללא הפעלה בידי אדם. הוא היה הראשון שניצל את אנרגיית הקיטור לשימוש האדם.
במאה ה-13 בנה המלומד המוסלמי אל-ג'זארי בובות מכניות שנעו לפי עקרונות של מנופים, משקולות ולחץ מים. אחת מהבובות המכניות המפורסמות שלו היא סדרה של ארבעה מוזיקאים הנעים על גבי סירה, לחץ המים שנוצר תוך כדי תנועת הסירה מפעיל מנגנון סמוי בבובות, שמפעיל כלי נגינה אותם הן אוחזות. על ידי שינוי במנגנון ניתן לשנות את המנגינה והקצב.
לאונרדו דה וינצ'י בנה בשנת 1495 בובה מכנית משוכללת בדמות אביר. הוא השתמש באמצעים מדעיים רבים, ביניהם גירוסקופ ומגנטים. כמו כן דה וינצ'י השתמש בידע אנטומי כדי לשוות לדמות צורה אנושית ככל האפשר. כתב היד של תכנון ה"רובוט" נעלם ונמצא מחדש רק ב-1950.
בתקופת הרנסאנס הייתה ברחבי אירופה פריחה של בניית בובות מכניות, כדי לשעשע את המלכים והאצילים. במסמכים מהתקופה נכתב כי למלך צרפת לואי ה-14 היה בילדותו צבא שלם של בובות מכניות. בוני הבובות היו בדרך כלל שענים ששילבו בובות מכניות בשעונים ובתיבות נגינה. בערים שונות שולבו בובות מכניות בשעונים בכיכר העיר (למשל בפראג).
בצרפת של המאה ה-18 פרחה הבנייה המשוכללת ביותר של בובות מכניות. הממציא ז'אק דה ונסון (1709–1782) (Jacques de Vaucanson) בנה בובת חלילן שיכלה לנגן 12 שירים. פסגת יצירתו הייתה בובת ברווז מדויקת ביותר שכללה 400 חלקים נעים ואף דימתה עיבוד מזון בקיבה.
בתקופה זו התרחשה אחת התרמיות הגדולות הקשורות לבובות מכניות. בשנת 1769 הציג הברון האוסטרו-הונגרי וולפגנג פון קמפלן לקיסרית מריה תרזה את "הטורקי", בובה מכנית היודעת לשחק שחמט באופן אוטומטי. העניין עורר סנסציה ברחבי אירופה במשך שנים. רק בשלהי שנות ה-50 של המאה ה-19 הוכח ש"הבובה המכנית" הופעלה בידי אדם שישב בתוכה.
תקופת הזוהר של הבובות המכניות הקטנות, המופעלות בקפיץ, הייתה בין השנים 1860–1910. רובן יוצרו במפעלים משפחתיים קטנים בצרפת. קיימות אלפי בובות כאלה וחובבי בובות מכניות רבים אוספים אותן.

בסין וביפן

בובות מכניות נפוצו בסין וביפן כבר במאה השלישית לספירה.
מן המאה ה-14 קיימות עדויות אודות בובות מכניות בצורת בעלי חיים (נמרים וברווזים) שפיארו את החצר הקיסרית של שושלת יואן.
ביפן הפכו בובות מכניות לפופולריות בתקופת אדו (1603–1868) ונקראו קראקורי - Karakuri ningyō. הבובה הנפוצה ביותר מסוג זה היא "מגישת תה". בובה בעלת מנגנון רכינה לבושה כגיישה במהלך טקס תה יפני.

מנגנוני תנועה

המנגנון העתיק ביותר הוא שימוש בדחף קיטור, הנפלט דרך חריר צר ומניע בוכנה לכיוון הנגדי. ניתן לשלוט בגודל החרירים, בשסתומי הפתיחה והסגירה שלהם ובכיוון פליטת הקיטור כדי לשלוט בבובה. בובות כאלה הן גדולות ומגושמות ודורשות חיבור למקור חום.
המנגנון הנפוץ ביותר לבובה מכנית הוא "מנגנון הקפיץ": סליל מתכת ארוך מכווץ על ידי מפתח או ארכובה (מנואלה), ומשתחרר באופן מבוקר, למשל על ידי וסת צנטריפוגלי. שחרור הקפיץ מפעיל מערכת גלגלי שיניים המחוברים למוטות המניעים חלקים בבובה (ידיים, רגליים, אישוני עיניים וכדומה).
מנגנון אחר הוא מנגנון רכינה: משקולת גורמת למנוף לרדת ובה בשעה משקולת נגדית מתקדמת לעברו השני של המנוף על מנת לייצב אותו. המשקולות יכולות להיות גולות מתכת או נוזל הנאגר לתוך כלי אגירה קטנים.
בשני המקרים לעיל על החלקים הנעים להיות קלים ולכן הם מיוצרים מעיסת נייר או עץ קל. על החלק שבו מוטמן המנגנון להיות יציב ולכן יוצר מעץ או מגבס ולעיתים כלל משקולת ייצוב. כל המיסבים והגלגלים צריכים להיות משומנים היטב כדי לאפשר תנועה חלקה. בובות מכניות שנועדו למלכים וקיסרים היו לעיתים עשויות כסף וזהב.
במנגנון מגנטי משתמשים בכוחות משיכה ודחייה של מגנטים להנעת חלקי עץ ונייר דקים וקלים.

תוכניות וזיכרונות

בובות מכניות משוכללות ניתנות להפעלה במספר אופנים, הדוגמה הקדומה ביותר, המנגנים של אל-ג'זארי, יכלו למשל לנגן מספר מנגינות. אופני הפעולה השונים הופעלו באמצעות דסקיות או תופי מתכת, בדומה לתופי המתכת המשמשים בתיבת נגינה. באמצעות החלפת דסקיות או תופים (על ידי מפעיל הבובה או על ידי ידיות בגוף הבובה עצמה) ניתן היה לשנות את מאפייני הפעולה של הבובה. הדסקיות או התופים היוו כעין "זיכרון" שבו אוחסנו אופני הפעולה האפשריים.
לבובות מציירות היה "זיכרון" בדמות לוח מתכת שבו הייתה חרוטה התמונה. זיז קפיצי נע בתוך המסלול החרוט והפעיל מוטות שהניעו את ידי הבובה, שאחזו בעט או בעיפרון וציירו את התמונה על גבי דף נייר. ניתן היה לייצר כך העתקים זהים של הציור החרוט בדסקית המתכת וכן להגדיל את הציור (באופן פרופורציונלי לאורך הזרועות). הפיתוח לא היה לצורך מעשי אלא כשעשוע וכאטרקציה לאורחים. בובות משוכללות יכלו לצייר כל ציור שהוזן לתוכן כדסקית חרוטה, בתנאי שסופקה להן מספיק אנרגיה לסיים את התהליך. האנרגיה באה בדרך כלל ממתיחת קפיץ גדול במפתח או בבוכנת-יד (מנואלה).

חשיבות בפילוסופיה של המדע והטכנולוגיה

הבובה המכנית מדגימה שימוש בפיתוחים טכנולוגיים שצמחו מתוך מטרה לשעשע ולהדהים. בבובות מכניות נרתמו לראשונה עקרונות מדעיים כגון כוח הקיטור וכוח המגנט ליצירה טכנולוגית. מאוחר יותר השתמשו בעקרונות אלה ליישומים בעלי תועלת מעשית, כגון מנועים ומכונות אוטומטיות. השיטות הטכנולוגיות וההנדסיות שהומצאו כדי לשכלל בובות מכניות, הניחו את הבסיס לטכנולוגיות אוטומציה ורובוטיקה מודרניות. אדמונד קרטרייט, למשל, רשם בשנת 1784 פטנט על מכונת טווייה, המכונה האוטומטית התעשייתית הראשונה, עקב התרשמותו הרבה מ"הטורקי", הבובה המכנית ששיחקה שחמט (ולאחר מכן התגלתה כתרמית) - "האם יותר קשה לבנות מכונה שתוכל לטוות מאשר מכונה שתוכל לבצע את כל המסעים הנדרשים במשחק מסובך זה?".".
הפילוסוף בלז פסקל בנה בשנת 1642 את מכונת החישוב פסקלין על בסיס מנגנון תנועה אוטומטי. על בסיסה של זו תכנן צ'ארלס בבג' את מנוע החישוב הדיפרנציאלי שאיפשר לבצע חישובים מורכבים ואף היה ניתן לתכנות (כלומר שינוי ערכים בזיכרון המכונה כדי לגרום לה לפעול באופן מסוים). פיתוחים אלה הובילו ברבות השנים ליצירת המחשב המודרני. תומאס אלווה אדיסון שילב בין עקרון הזיכרון של הבובה המציירת לפי דסקיות מתכת חרוטות ובין עקרון תיבת הנגינה ויצר את הפונוגרף המנגן כל תקליט (שהיה בצורת תוף מתכת) שמוזן אליו.
בובות מכניות ומנגנוני תנועה אוטומטיים שימשו גם לחינוך והדגמה של עקרונות פיזיקליים ואנטומיים שונים ותרמו לקירוב קהל רחב אל המדע בדרך של שעשוע.
הבובה המכנית מציגה גוף מתנועע מאליו, כביכול, שמנגנון התנועה שלו חשוף וניתן לחקירה מדעית והנדסית. אין בבובה מיסטיקה או כישוף אך יוצרה הוא כעין בורא. הפילוסוף דקארט השתמש בדימוי גוף האדם למכונה בהשראת בובות מכניות. כפי שניתן לחשוף את עקרון פעולתה של בובה מכנית, ניתן גם לחשוף את העקרונות המדעיים הנמצאים בבסיס תנועתם של בעלי החיים. היה בכך קריאת תיגר על הדת ועל הדעות שהניחו קיום שדים ורוחות ושיר הלל למדע ולכוחו לא רק לגלות עקרונות תנועה, אלא גם לברוא גוף מתנועע. גם הרופא היהודי טוביה כהן דימה ב-1708 את גוף האדם לאוטומט, אך מטרתו הייתה הפוכה - לפאר את בוראו כמהנדס מופלא.
הפילוסוף מישל פוקו ראה בחיבת השליטים לבובות מכניות השלכה של חיבתם למנגנונים של השלטת כוח ומשמעת. הוא מציין לדוגמה את חיבתו של פרידריך השני, מלך פרוסיה לצבא הבובות המכניות שלו.

בתרבות ובספרות

הנס כריסטיאן אנדרסן כתב  את הסיפור הזמיר של קיסר סין. לפי הסיפור, הקיסר התעצב כיוון שהזמיר האמיתי שאת שירתו אהב, ברח. אל הקיסר נשלח זמיר מלאכותי מופלא אך הוא לא התנחם משירת הזמיר המלאכותי שנשלח אליו כדי לנחמו וחלה.
בסיפור "מפצח האגוזים ומלך העכברים", מאת א.ת.א. הופמן, מציג האדון דרוסלמאייר בפני ילדי המשפחה בובה מכנית בגודל טבעי. גם אולימפיה, באופרה "סיפורי הופמן" (המבוססת גם היא על סיפור מאת א.ת.א. הופמן) היא בובה מכנית יפהפייה בגודל טבעי, שהמשורר מתאהב בה.
השירים "בובה ממוכנת" של דליה רביקוביץ' ו"בובה מכנית" של חנוך רוזן מדגימים את דימוי הבובה המכנית בתרבות.
בסרט הוגו נוטלת בובה מכנית משוכללת חלק חשוב בעלילה.